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.     

甲酰胺对有序介孔二氧化硅形貌的影响

At room temperature and in acidic solution, ordered mesoporous silicas with particular morphology were synthesized using cetylpyridinium chloride as the template and formamide as the cosolvent. Scanning electron microscope (SEM), small angle X-ray diffraction (SXRD), and nitrogen adsorption techniques were used to characterize the as-synthesized and calcined samples. Results showed that the samples had hexagonal mesostructure analogous to MCM-41 and relatively narrow pore-size distributions (BJH). Besides, BET surface areas of the samples were in the range of 1 000～1 250 m²·g^-1 and high total pore volumes were up to 1.367 cm³·g^-1. Addition of formamide affected obviously mesostructures and the morphology of the mesoporous silica. Furthermore, with the increase of the concentration of formamide, the unit-cell constant decreased and particle shape changed from gyroids to fibers.     

不同酸对介孔二氧化硅球表面形貌和介相结构的影响

在室温、不同酸性条件下合成出微米级球形介孔二氧化硅材料，通过XRD、SEM以及氮气吸附等手段对介孔二氧化硅材料进行了表征。用TEM跟踪不同反应时间介孔二氧化硅球的形成，对这些球颗粒的合成机理进行了讨论，同时探讨了不同酸性条件下介孔二氧化硅表面形貌和介相结构的变化。     

有序介孔二氧化硅/聚苯胺复合物

本文综述了有序介孔二氧化硅/聚苯胺复合物从出现至今的10余年里的研究进展,介绍了复合物的合成方法,包括气相法、液相法和一步合成法,以及模板剂单体原位合成法等。引入苯胺单体后在孔道内聚合生成聚苯胺,即聚苯胺与有序介孔二氧化硅形成了复合物。该复合物的结构和形貌,以及孔道中聚苯胺的结构形态和电学性质,与本体聚苯胺相比具有显著的变化。这种以有序介孔二氧化硅为模板制备的聚苯胺的单分子导线,有潜力应用在新型的电子或光电子器件上。此外,该复合物因为其独特性质很可能在燃料电池的聚合物电解质膜、湿度传感器、电流变材料以及电化学电容器等方面得到应用。     

三维五倍子单宁/有序介孔二氧化硅复合材料的制备及其对镓的吸附识别

以正硅酸四乙酯为硅源,五倍子单宁(PT)为吸附源,戊二醛为交联剂,通过一步法制备了三维五倍子单宁/有序介孔二氧化硅的复合材料1.2-PT-10-KIT-6。采用透射电镜、小角X射线衍射、红外光谱、N₂吸附-脱附对其进行表征,此材料具有类似KIT-6的三维立方的结构。在pH=10条件下,对镓的最大吸附量达到186.73 mg/g,符合Langmuir单分子层吸附,相关系数R²=0.99。在Ga/Ge与Ga/As的二元体系中,选择性因子均大于1.5,能够实现对镓的选择性分离。吸附机理为酚羟基与Ga(OH)^-₄之间发生离子交换作用,O原子与Ga配位形成螯合物。经过6次再生后,镓的回收率仍大于95%,循环再生能力较好。     

棒状有序纳米介孔二氧化硅的合成

以十六烷基氯化吡啶为模板剂,甲酰胺为共溶剂,在室温酸性条件下合成了棒状有序纳米介孔二氧化硅,并用扫描电镜(SEM)、小角X射线衍射(SXRD)和N2气体吸附仪对其进行了表征。结果表明,棒状产物形貌规整,形态均一,长度约30～50μm,直径约5μm,具有MCM41的有序六方孔道结构;煅烧后的样品显示典型的Ⅳ型吸附等温线和H1型滞后环,孔径分布很窄,BJH最可几孔径为2.15nm,BET表面积高达1335m2·g-1。     

介孔二氧化硅纳米球对水中Mo(VI)的吸附研究

本研究制备了介孔二氧化硅纳米球(MSN),并用之吸附脱除水中的Mo(VI)。应用扫描电镜、介孔分析仪、红外光谱等对MSN进行了表征。考察了pH、吸附时间、MSN投加量和温度对水中Mo(VI)脱除率的影响,并在单因素试验基础上通过正交试验法确定了Mo(VI)的最佳脱除条件：pH=3,MSN投加量为 8.5g/L,吸附时间为36h。在优化吸附试验条件下MSN对加标水中Mo(VI)的脱除率为93.6% ~ 97.3%。     

功能化介孔二氧化硅的制备及其吸附分离水中铀的研究进展

铀是一种高效、清洁的核能燃料,但在核工业中不可避免地会产生含铀废水。如果不及时处理,泄漏到环境中,将对动植物和人类的健康构成威胁。因此,从能源回收和环境保护的角度来说,研究水溶液中U(Ⅵ)的分离工艺迫在眉睫。吸附技术因其可行性、效率高和操作简单等优点备受关注。功能化介孔二氧化硅材料具有比表面积大、孔容量大和吸附能力强等优点,是一种理想的吸附剂,在铀的吸附分离领域有着广泛的应用。本文在功能化介孔二氧化硅制备方法的基础上,结合X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、X射线吸收精细结构谱、X射线能谱分析和拉曼光谱等分析方法,对国内外目前水溶液中U(Ⅵ)吸附的表征及吸附机理进行了综述。虽然功能化介孔硅吸附铀已经取得了令人鼓舞和潜在的发展,但新型多功能吸附剂的设计和批量生产在实际环境的应用方面仍具有挑战性。     

NPE在有序介孔炭上的吸附行为研究

采用有序介孔硅为硬模板制备了具有不同孔径的有序介孔炭(OMCs). 氮气吸附测试表明, 有序介孔炭具有丰富的介孔表面和集中的介孔分布. 以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)为探针分子, 研究了大分子酚类在有序介孔炭上的吸附行为. 吸附研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足Langmuir吸附模型. 孔结构分析表明, 大于1.5 nm的孔的表面积是决定NPE吸附量的关键因素, 而有序介孔炭的最可几孔径决定吸附速率的大小. 与吸附量相比, 吸附速率更容易受环境温度的影响. 动力学研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足准二级动力学方程.     

NPE在有序介孔炭上的吸附行为研究

采用有序介孔硅为硬模板制备了具有不同孔径的有序介孔炭(OMCs). 氮气吸附测试表明, 有序介孔炭具有丰富的介孔表面和集中的介孔分布. 以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)为探针分子, 研究了大分子酚类在有序介孔炭上的吸附行为. 吸附研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足Langmuir吸附模型. 孔结构分析表明, 大于1.5 nm的孔的表面积是决定NPE吸附量的关键因素, 而有序介孔炭的最可几孔径决定吸附速率的大小. 与吸附量相比, 吸附速率更容易受环境温度的影响. 动力学研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足准二级动力学方程.     

铝膜腔体内高度有序的介孔硅SBA-16的合成

在阳极铝膜腔体内, 以三嵌段聚合物F127为表面活性剂合成出一维纳米介孔二氧化硅材料. 采用压力诱导合成方法能使纳米纤维沿着铝膜腔体有序生长排列, 并且只存在于铝膜的腔体内, 在铝膜表面没有残留. 在纳米纤维的两侧可以清楚地观察到具有六边形结构的孔道, 直径为12 nm. 考察了正硅酸乙酯的水解时间以及化合物的不同配比对材料形貌的影响.     

"面包圈"状高有序度大孔径介孔分子筛SBA-15的合成

介孔材料因其高度有序的大孔径、较佳的催化吸附性能、良好的电磁性质及易于剪裁而引起人们极大的兴趣[1～9].人们已相继合成了介孔氧化硅薄膜[3,10]、球[12]、空心球[4,13]和纤维[12～15]等,并设法控制中孔材料晶体外貌[3～9,15～21].最近,我们报道了利用多相组装和无机晶体(如NaCl,LiCl)作大孔结构导向剂的方法[16],合成了人造"珊瑚"状介-大孔氧化硅膜[13].Lin等[17]用共表面活性剂法在丁醇存在下合成了多组有序结构的介孔氧化硅空心球; Shio等[21]在完全溶解的硅酸钠和阳离子表面活性剂溶液中,合成了细棒状介孔氧化硅粉末.本文报道一种控制介孔材料颗粒外貌和形状的新方法,即共溶剂法,并以此法合成了高有序度、大孔径、 "面包圈"状介孔氧化硅SBA-15.这种新材料有望在微加工、催化、生物分离、电子器件的矿化、色谱载体等方面得到应用[1～9].     

酸诱导介观相转变硅基介孔材料的合成机理及其改性

采用两步法以三嵌段共聚物P104(PEO27-PPO61-PEO27)为模板剂合成介孔材料, 研究了介孔材料结构随体系pH 值的变化, 探讨了体系中介观相转变的机理. 研究表明,随着pH 的升高, 发现体系中无机物种和模板剂所组成的介观相发生了转变,由P6mm 的SBA-15(pH=1.51-2.67)2D六角孔道结构转变为3D 蠕虫状孔道的MSU-X(pH=3.93-4.56)结构. 对所得的两种不同种类的硅基材料以γ-胺丙基三乙氧基硅烷(APTES: NH2(CH2)3Si(C2H5O)3)进行表面烷基化改性结果表明, 在同样的条件下, 经过改性后MSU-X类介孔材料孔壁上接枝的烷基数目要远超过SBA-15 类介孔材料.     

HCl对有序介孔氧化硅结构与形貌的影响

以三嵌段共聚物P123为有机模板导向剂、正硅酸乙酯TEOS为无机硅源, 在HCl存在的强酸性环境下, 采用水热法合成了有序介孔分子筛SBA-15. 采用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等手段对产物的结构与形貌进行了分析, 考察了HCl用量对有序介孔材料结构及形貌的影响. 结果表明, 在合成有序介孔氧化硅时, HCl发挥了催化和中间离子的双重作用, 促使棒状胶束形成六方有序排列, 降低SBA-15中微孔的数量, 而且对合成有序介孔氧化硅SBA-15的形貌有显著影响. 适宜的HCl用量对形成“珍珠链状”形貌的、热稳定性优良的SBA-15介孔材料具有重要作用.     

三头季铵盐表面活性剂导向合成新型立方相介孔二氧化硅

介孔分子筛因具有大而均一的孔道、高比表面积及相对良好的热稳定性而在精细化学品催化剂[1,2 ] 、生物大分子分离 [3] 和功能材料的主体 [4 ] 等领域有十分广阔的应用前景 .自 1 992年 Mobil公司合成 M41 S[5,6 ] 系列介孔材料以来 ,HMS[7] ,MSU[8] 和 SBA[9～ 12 ] 系列以及 FDU- 1 [13] 等不同结构的介孔分子筛材料相继被合成 .立方相介孔分子筛因具有三维网状结构和可通性较高的孔道而在反应中不易堵塞 ,相对于一维孔道结构的六角相 MCM- 41和 SBA- 1 5 ,其应用前途更加广阔 .迄今 ,人们已经合成了 MCM- 48[14～ 16 ]( Ia3d) …     

Synthesis of Ordered Cubic Periodic Mesoporous Silica with High Hydrothermal Stability

1 Introduction Since its first discovery in 1992[1,2], ordered mesoporous silica material with large pore size, high surface area, and high pore volume has attracted great attention for the potentially wide application     

立方规则孔道结构含锆介孔氧化硅的合成与表征

以三嵌段共聚物为模板剂, 利用溶剂挥发法合成了具有立方相的含锆介孔氧化硅材料, 并对其结构进行了表征, 初步研究了其生成机理.     

氨基功能化短孔道有序介孔材料H_2N-Zr-Ce-SBA-15的合成及吸附性能

以pluronic(P123)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氯化氧锆和硝酸亚铈为无机前驱盐,N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(AAPTS)为硅烷化试剂,采用后接枝法合成了氨基功能化六方板状短孔道有序介孔材料H2N-Zr-Ce-SBA-15(H2N-ZCS).采用小角X射线衍射(LXRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析、N2吸附/脱附等手段对H2N-ZCS进行了表征.结果表明AAPTS成功地嫁接到有序介孔材料上,H2N-ZCS仍保持了类似于传统SBA-15高度有序的二维六方相介孔结构,且孔道方向垂直于该六方板面.对阴离子染料酸性品红吸附实验表明,H2N-ZCS比H2N-SBA-15具有较强的吸附能力.这种功能化短孔道、大径轴比的六方板状介孔材料在吸附、分离及催化等领域中能更有效地促进分子的扩散传递.     

溶胶-凝胶法构筑介孔二氧化硅纳微结构

基于硅酸脂水解/缩合的溶胶-凝胶法是目前制备SiO₂胶体最为常用的化学方法. 在溶胶-凝胶反应过程中, 引入介孔导向剂(通常是表面活性剂)可以得到具有介孔结构的SiO₂胶体. 通过对硅酸脂在多相体系界面水解/缩合过程的调控, 可以构筑具有不同纳微结构的介孔SiO₂材料, 为拓展介孔SiO₂材料的应用领域提供了新机遇, 同时也丰富了对溶胶-凝胶法的理解和认识. 本文综述了利用溶胶-凝胶法构筑介孔SiO₂纳微结构的最新研究进展, 并介绍了其在生物医药、 催化、 吸附分离等领域的应用前景, 最后对这一领域所面临的问题和未来发展方向进行了总结和展望.