中空介孔硅铝球形分子筛的制备及催化裂解性能

利用沸石前驱体溶液和介孔硅球(MSS)为原料, 通过水热法成功制备了具有中强酸性介孔壳的中空介孔硅铝球形分子筛(HMAS)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N₂-吸脱附、²⁷Al核磁共振(²⁷Al NMR)及NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)对材料的结构和性能进行了表征。研究结果表明, 在MSS的中空过程中伴随有物质再分配和介孔结构的逐渐演变。MSS介孔孔道中的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分子, 一方面保护MSS免遭强碱性沸石前驱体溶液的溶蚀, 另一方面作为形成HMAS介孔壳层的模板剂。在此CTAB分子的作用下, 沸石前驱体结构单元被引入到HMAS的介孔球壳上。所得材料具有介孔结构和中强酸性, 在催化裂解1, 3, 5-三异丙苯反应中表现出优异的催化性能。     

功能化有序介孔碳对重金属离子Cu(II)、Cr(VI)的选择性吸附行为

以三嵌段共聚物F127为模板剂, 酚醛树脂为碳源, 正硅酸乙酯为硅源, 三组分共组装合成介孔碳?氧化 硅纳米复合物, 再经HF去除氧化硅, 得到有序介孔碳(OMC). X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温 N2吸脱附(BET)等测试表明, 所得样品具有高度有序的介孔结构, 比表面积和孔容分别为1330 m²·g^-1和2.13 cm³·g^-1, 平均孔径6.4 nm. 对其先氧化、后氯化、再胺化, 得到不同胺基接枝量的胺化介孔碳(C-NH₂(m), m为加入的乙二胺的质量(g)). 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征结果证实, 胺基官能团成功接枝到有序介孔碳表面.TEM测试表明介孔碳的有序孔道结构得到了较好的保持. 以有序介孔碳、胺化介孔碳作吸附剂对Cu(II)、Cr(VI)进行选择性吸附研究. 结果表明: 功能化修饰前, 样品对Cu(II)、Cr(VI)饱和吸附量分别为213.33、241.55 mg·g^-1; 修饰后饱和吸附量可分别达到495.05、68.21 mg·g^-1. 功能化介孔碳表现了较强的选择性吸附Cu(II)的能力.     

高水热稳定的有序介孔硅铝分子筛的合成与表征

将焙烧后的SBA-15先后置于微孔BEA沸石前驱体的稀释液和甘油中进行两次高温再结晶, 成功地合成了高度有序的介孔硅铝分子筛MSAMS-4, 并用XRD, TEM, FTIR, NMR和氮气吸脱附等手段对其进行表征. 水热稳定性实验结果表明, 将MSAMS-4 在100 ℃的沸水中处理120 h或在800 ℃的高温蒸气中处理6 h后, 其有序介孔结构仍然保持得相当完好.     

海泡石制备HMS和AlSBA介孔分子筛的研究

通过酸浸和模板合成处理，海泡石直接合成有序介孔二氧化硅和含铝的介孔二氧化硅. 海泡石用盐酸处理后120 ℃下在NaOH溶液中处理72 h, 得到具有HMS结构特征的介孔分子筛；在含铝的碱性溶液中处理后得到具有AlSBA结构的介孔分子筛. 并用SAXRD、BET、TPD表征了介孔分子筛的物相结构、比表面积、孔径分布和表面酸性. 两种介孔分子筛的比表面积分别为508 m2•g^-1和946 m2•g^-1，孔径分别为3.4 nm和3.9 nm，且孔径分布窄. NH3-TPD结果表明分子筛表面都有两个酸中心，随着Al原子的引入，表面酸性增强.     

有序介孔二氧化硅对正丁醛的吸附性能

合成了一系列具有不同孔结构与性质的有序介孔二氧化硅材料SBA-15、MCM-41、SBA-16、KIT-6, 同时通过改变水热温度制备了不同孔径大小的SBA-15, 并利用小角X射线散射、透射电镜、扫描电镜和氮气吸附-脱附等手段, 对其介孔结构进行了表征. 以正丁醛为探针分子, 考察了其对有机醛的吸附, 并与Y-沸石的吸附性能做了对比. 结果表明, 材料的介孔比表面积与其对正丁醛的吸附量成正比, 吸附等温线符合Langmuir 模型, 属于单层吸附, 具有最大介孔比表面积的MCM-41对正丁醛的吸附量最大(484 mg·g^-1). 最后将SBA-15添加到卷烟滤嘴中, 实验结果表明, SBA-15能显著降低卷烟烟气中巴豆醛的释放量.     

有序介孔碳负载Fe、Co、Ni纳米晶的软模板合成及其表征

报道了在有序介孔碳基体中一步合成负载Fe、Co、Ni纳米晶的方法. 以间二苯酚和甲醛为碳源, F127为模板剂, Fe、Co、Ni的硝酸盐为前驱体, 通过软模板组装路线在酸性条件下合成了负载型有序介孔碳复合材料. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和氮气吸附等手段对所合成材料进行了表征. 结果表明: 合成的材料具有类似于SBA-15的有序介孔结构, 有序介孔碳负载Fe、Co、Ni纳米晶复合材料的比表面积分别为586、626和698 m²·g^-1. XRD和TEM表征结果证实了金属物种以高分散纳米晶的形式分布在介孔碳基体中.     

三维有序大孔-介孔二氧化硅的可控制备及表征

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶晶为大孔模板、嵌段共聚物P123为介孔模板,利用双模板剂法进行了三维有序大孔-介孔二氧化硅材料的制备研究。采用SEM、TEM、低角XRD以及N₂吸脱附技术对样品进行了表征。结果表明,通过简单的调控PMMA胶晶模板的组装过程,就可以调变合成材料中的大孔结构,从而轻松地实现可控的制备出具有网状或者层状结构的三维有序大孔-介孔二氧化硅材料,并提出了其可能的形成机理。此外,所制备的三维有序大孔-介孔二氧化硅样品均具有较大的BET比表面积(>550m₂·g^-1),大孔孔径200nm左右,介孔孔径分布集中于3.5nm左右。     

氮掺杂介孔碳的制备及其电化学超电容性能

通过直接炭化沸石咪唑酯骨架结构材料（ZIF-8）纳米多面体,成功制备了氮掺杂介孔碳（NMCs）. 采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）及比表面和孔隙度分析仪对其微观形貌和结构进行了表征,并对NMCs的电化学超电容性能进行了测试. 结果表明：NMCs具有规整的形貌、介孔纳米结构和较大比表面积（2737 m²·g^-1）;由于氮元素掺杂所赋予的优异的表面润湿性和赝电容性能,且介孔结构有利于电解质到达电极活性材料表面,NMCs表现出优异的电化学超电容性能,在1 A·g^-1的电流密度下,1.0 mol·L^-1H₂SO₄溶液中的比电容值为307 F·g^-1,并具有良好的功率特性;此外,在10A·g^-1的大电流密度下充放电循环5000次后,NMCs的比电容值保持率为96.9%.     

一种合成高水热稳定性微孔-介孔复合分子筛β沸石/MCM-41的新方法

首次以β沸石作为硅铝源制备了β沸石/MCM-41微孔-介孔复合分子筛材料，通过XRD、IR、N₂吸附脱附、SEM和水热处理等手段对复合材料进行了表征，并与MCM-41和β沸石及二者的机械混合物的有关性能进行了对比研究。结果表明，复合分子筛明显不同于机械混合物，其水热稳定性远远高于普通方法合成的介孔分子筛，而且发现通过改变体系的n_Na/n_Si比，可以调变复合样品中的微孔、介孔相的相对含量。     

介孔二氧化硅-接枝胶原杂化材料的制备和表征(英)

利用接枝胶原与介孔二氧化硅制备一种新型生物无机杂化材料。用甲基丙烯酸甲酯为接枝剂对胶原进行共聚改性制得接枝胶原。以正硅酸乙酯为模板，十二烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，用一个简单的热处理过程制得介孔二氧化硅。介孔二氧化硅-接枝胶原杂化材料通过超声分散接枝胶原与介孔二氧化硅的混合物制得，其三维结构用X射线衍射表征，晶格参数a，b和c分别为0.68，0.37和1.64 nm，为正交晶型。氮气吸附-解吸等温线显示杂化材料的比表面积可达273 m²·g^-1，孔体积为0.13 cm³·g^-1，平均孔径3.4 nm，分布窄。该杂化材料在8～14 μm波长的红外发射率可低至0.323，在光电子学器件和红外隐身领域具有潜在应用价值。     

微孔/介孔复合分子筛的合成及其对CO2的吸附性能

采用两步晶化法将合成的沸石前驱液(S)或沸石固体粉末(P)经不同浓度(c)的NaOH处理后, 分别以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)软模板或介孔炭(Meso-C)硬模板为导向剂, 自组装合成S-β-MCM41(c)、P-β-MCM41(c)、P-ZSM-MCM41(c)、P-ZSM-C系列微孔/介孔复合分子筛. 考察了沸石分子筛种类、碱处理液浓度以及介孔模板剂对合成复合分子筛结构与性能的影响. X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附表征结果表明产物具有微孔/介孔多级孔结构. 该材料对CO₂的吸附能力比纯微孔或介孔材料均有明显提高, 其中P-ZSM-MCM41(2)的CO₂吸附容量最大可达1.51 mmol·g^-1, 为ZSM-5沸石吸附量的两倍多.     

手性有序无机介孔硅用作气相色谱固定相

手性介孔材料在手性分离、不对称催化、手性传感等领域具有广泛的应用价值。手性有序无机介孔硅是一类介孔结构高度有序、不含有机成分的手性材料。该文采用D-苯丙氨酸为手性源合成手性有序无机介孔硅(COIMS),将其用聚硅氧烷(OV-1701)稀释后用作固定相制备毛细管气相色谱手性柱,并对该手性柱的分离性能进行了考察,8种手性化合物在该手性柱上得到了拆分。COIMS柱对直链烷烃、醇的分离也表现出良好的选择性。该柱还具有分析时间短、在较高温度下测定稳定等优点,其具有开发成高温手性固定相的潜力。     

立方介孔相含钕氧化硅的合成与表征

以十六烷基三甲基溴化铵为结构导向剂，通过水热法合成了具有立方结构的含钕Nd-MCM-48介孔分子筛材料。XRD和TEM测试表明当n_Nd/n_Si<0.05时可以获得典型的长程有序介孔立方结构相，随n_Nd/n_Si比的增加，晶胞参数的增大和红外吸收光谱(FT-IR)的变化为Nd进入介孔分子筛骨架中提供了有力证据。N₂吸附-脱附实验给出了其BET表面积为1 195 m²·g^-1，BJH平均孔径为3.6 nm。紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)证明钕氧形成一种八面体结构。X射线光电子能谱(XPS)进一步证明钕主要以三价形式存在于立方介孔分子筛骨架中。     

有序介孔碳的合成及其相转变机理的研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂, 正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 在碱性条件下, 用低温合成方法合成了有序介孔硅, 并以此为硬模板, 蔗糖为碳前驱体, 采用液相浸渍方法填充碳源, 制备出有序介孔碳. 通过XRD、TEM、N₂吸附-脱附等测试方法对其表征, 结果表明合成的介孔材料高度有序, 均具有很高的比表面积(介孔硅, 992～1096 m²/g; 介孔碳, 930～1208 m²/g), 较大的孔容和较窄的孔径分布. 还发现随着反应温度的升高, 介孔硅的结构从二维六方相(p6mm)转变为三维立方相(Ia3d); 介孔碳在复制介孔硅后, 其结构也从三维立方相(Ia3d)转变为四方相(I4₁/a), 并对相转变机理做了初步探讨.     

介孔氧化镍的合成、表征和在电化学电容器中的应用

以十二烷基硫酸钠为模板剂, 采用尿素为沉淀剂, 用均匀沉淀法, 适当控制尿素的水解速度, 制备具有介孔结构的氢氧化镍胶体, 在不同温度下焙烧处理得到孔分布集中的氧化镍介孔分子筛. 结果表明, 在523 K下焙烧得到的氧化镍BET比表面达到477.7 m²•g^－1. 结构表征还显示, 介孔氧化镍的孔壁为多晶结构, 其孔结构形成机理应为准反胶束模板机理. 循环伏安法表明用NiO介孔分子筛制备的电极有很好的电容性能. 与浸渍法和阴极沉淀法制得的NiO相比, 这种介孔结构的NiO能够大量用来制作电化学电容器电极, 并且保持较高的比电容量和良好的电容性能.     

大孔-介孔Ag/PDA/MMS复合材料的制备及其催化性能

用双模板法制备了介孔纳米薄膜构筑的毫米级尺寸的大孔-介孔SiO₂(MMS)，通过多巴胺(DA)在其孔道表面氧化自聚合成聚多巴胺(PDA)，得到 PDA 修饰的 MMS(PDA/MMS)，再经 PDA 原位还原 Ag⁺制得大孔-介孔 Ag/PDA/MMS 复合材料。应用扫描电镜、透射电镜、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱、X射线衍射、UV-Vis、FT-IR和热重技术对所制得的材料进行表征。结果表明，MMS兼具纳米介孔材料和宏观尺寸大孔材料的优点。Ag/PDA/MMS在催化还原对硝基苯酚(4-NP)反应中展现出高催化活性，转化频率(TOF)达2.97 min^-1。这归因于其独特的结构：相互连通的大孔孔道大大降低了传质阻力，短孔道的介孔显著增加了活性位点的可达性，大的比表面积为反应物提供了大量的活性位点。而且，毫米级尺寸的Ag/PDA/MMS可以很容易从反应体系中分离出来，在5次循环后仍能将4-NP完全转化为对氨基苯酚(4-AP)。另外，Ag/PDA/MMS对亚甲基蓝(MB)的还原也有良好的催化效果。     

MFI纳米片沉积层气相转化制备超薄b轴取向沸石膜

利用乙二胺-水蒸汽进行气相转化(VPT)制备超薄、取向MFI沸石膜,通过将MFI纳米片沉积层转化为致密的沸石膜,实现了膜厚度的有效控制。扫描电子显微镜和X射线衍射表明,制备的沸石膜膜厚度约为280 nm,具有高度b轴取向的致密结构。丁烷异构体双组分分离测试结果表明,在333 K下,等物质的量的正丁烷/异丁烷混合物的正丁烷渗透速率和分离因子分别为1.5×10^-7 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1和14.8。Na₂SiO₃作为低聚硅源在MFI沸石纳米片二次生长过程中能够提供硅源和碱度,通过在胺类蒸汽中实现MFI沸石纳米片间的融合生长,进一步提高了膜的取向度和致密性。     

苄基磺酸接枝MCM-41介孔分子筛的合成与表征

在采用溶胶-凝胶法合成纯硅MCM-41基础上，经过两步后合成处理，在纯硅MCM-41上接枝苄基磺酸，并通过X射线衍射、低温氮气吸附、红外光谱、元素分析、热重分析和酸度滴定，对所得样品进行了表征。结果表明，经过苯甲醇、氯磺酸两步接枝处理，苄基及磺酸成功地接入MCM-41上，并保持MCM-41的介孔结构，接枝后的磺酸型MCM-41比表面积和孔容均减小，分别为 976 m²·g^-1和0.42 cm³·g^-1，酸量为4.2 mmol·g^-1。     

介孔硅基干凝胶的降解性及其生物相容性研究

本研究利用改进的溶胶-凝胶工艺合成了介孔硅基干凝胶。通过差热-热重(DTA-TG)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和N₂等温吸附-脱附测试分析,以及扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察,表征了硅基干凝胶的热效应、相态、结构、形貌特征,并对合成的硅基干凝胶进行了体外降解与细胞培养实验研究。测试结果表明：合成的硅基干凝胶为平均孔径3nm左右、最大比表面积901 m²·g^-1的介孔结构。体外模拟体液(Simulated body fluid,SBF)降解结果显示,低温处理的材料在42 d内完全降解,直线拟合符合一级反应动力学方程。通过添加钙磷成分或高温煅烧处理可以调控干凝胶的降解速率,使硅基干凝胶的降解呈现直线式匀速降解的特征。体外细胞培养表明：硅基干凝胶可促进C2C12细胞(C3H小鼠肌原细胞)的分化和繁殖,证明材料的生物相容性良好。     

MFI纳米片沉积层气相转化制备超薄b轴取向沸石膜

利用乙二胺-水蒸汽进行气相转化（VPT）制备超薄、取向MFI沸石膜,通过将MFI纳米片沉积层转化为致密的沸石膜,实现了膜厚度的有效控制。扫描电子显微镜和X射线衍射表明,制备的沸石膜膜厚度约为280 nm,具有高度b轴取向的致密结构。丁烷异构体双组分分离测试结果表明,在333 K下,等物质的量的正丁烷/异丁烷混合物的正丁烷渗透速率和分离因子分别为1.5×10^-7 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1和14.8。Na₂SiO₃作为低聚硅源在MFI沸石纳米片二次生长过程中能够提供硅源和碱度,通过在胺类蒸汽中实现MFI沸石纳米片间的融合生长,进一步提高了膜的取向度和致密性。