氨基化树枝状介孔二氧化硅固定葡萄糖氧化酶用于检测葡萄糖

以三乙胺为碱源合成了树枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSNs),并用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)进行氨基修饰合成了氨基化树枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSNs-NH₂),将其用于葡萄糖氧化酶(GOD)的固定化研究.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪、氮气吸附仪及热重分析仪对固定化GOD(DMSNs-NH₂-GOD)进行了表征,测定了其活性及蛋白载量.结果表明,固定化GOD的直径约为200 nm,形状均一,呈分散的球形微粒;在最佳固定条件下,蛋白载量达225 mg/g,酶活性达215 U/mg;固定化GOD检测葡萄糖的最低检测限为0.0014 mg/mL.利用固定化GOD检测了血清和饮料中的葡萄糖,重复使用36次以上其相对酶活性仍剩余80%.该方法操作方便、准确度高,提高了酶的pH稳定性、热稳定性及重复使用性,降低了检测成本.     

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。     

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.     

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。     

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。     

温度对介孔二氧化硅形貌和介相结构有序性的影响

1992年Kresge等科学工作者首次报道了一种新颖的介孔二氧化硅材料,介孔二氧化硅的合成及其性能表征引起了广泛的研究兴趣[1,2]。这种材料由于具有高比表面积(1000~1400m2·g-1)、孔道排列有序、孔径分布窄并可以在2~10nm范围内可调等优点,所以有望用于催化与吸附、化学传感、纳     

基于中心辐射树枝状介孔二氧化硅构筑CPO固定化酶反应器及应用

首先制备粒径均匀的具有开放的三维中心辐射树枝状结构的介孔二氧化硅(DSP)粒子, 再通过静电相互作用在孔道内负载氯过氧化物酶(CPO)构筑了CPO@DSP固定化酶反应器. 通过改变硅源正硅酸乙酯(TEOS)和模板剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)的浓度调控孔径大小, 研究了孔径对固定化酶反应器催化活性的影响; 同时基于酶促反应动力学分析探讨了孔道内酶催化反应的限域效应, 并进一步在CPO@DSP表面包覆海藻酸钠(SA)水凝胶薄膜以抑制酶反应器在使用过程中酶分子的泄露, 所得SA-CPO@DSP固定化酶反应器的重复使用性显著提高, 循环使用10次后, 仍能保持90%以上的催化活性. 将SA-CPO@DSP酶反应器用于环境水体中残留抗生素左氧氟沙星的降解, 对100 μg/mL的底物在25 min内降解率可达88%以上; 将该反应器用于苯酚的视觉比色检测, 裸眼可检测到5 μmol/L的苯酚, 表明SA-CPO@DSP酶反应器在环境保护方面具有良好的应用前景.     

介孔二氧化硅空心纳米蠕虫的制备

用L-苯丙氨酸衍生物的自组装体作为模板,四甲基氢氧化铵为催化剂,经溶胶-凝胶过程,制备出蠕虫状介孔二氧化硅纳米空心结构材料.表征结果显示,该二氧化硅的长度约为100～150nm,直径约30～50nm.介孔孔道平行于壳的表面,孔径为3.8nm.     

介孔二氧化硅的扩孔及其氨基功能化

利用嵌段共聚物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)作为胶束模板,均三甲苯(TMB)为扩孔剂,在强酸条件下制备出了一系列大孔径的介孔二氧化硅材料,获得了一种泡状新型结构的硅材料;通过N2吸附-脱附、高分辨透射电镜(HTEM)等手段对这种新型结构的材料进行了表征,综合考察了扩孔剂的用量、酸的浓度以及水热处理温度对...     

巯丙基功能化介孔纳米二氧化硅的合成

用三种不同的方法将巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)引入二氧化硅网络中, 合成了粒径为50-200 nm的巯丙基功能化的介孔纳米二氧化硅, 并利用透射电子显微镜, 热重分析等手段对其形貌与性能进行了表征. 在巯丙基官能团的作用下介孔纳米二氧化硅的形貌发生了重大改变, 由非常规则的六角形变为纳米棒. 控制反应时间可以调节介孔纳米二氧化硅的粒径大小, 用三乙醇胺代替氢氧化钠可以合成直径在100 nm以下的功能化介孔二氧化硅粒子. 为了保护巯基官能团, 选用了酸醇提取法去除模板. 另外, 对介孔二氧化硅粒子的形成机制也进行了探讨.     

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。     

复合介孔二氧化硅膜的制备及应用

复合介孔二氧化硅膜是近十年来发展起来的一种具有独特孔中孔结构的新型膜材料。该材料以多孔膜（无机多孔膜或者有机多孔膜）为硬模板,以表面活性剂为结构导向剂,通过溶胶-凝胶等方法将介孔二氧化硅材料组装在多孔膜的孔道中制备而成。由于其具有不同于传统介孔二氧化硅膜材料的一些独特结构和性能,并在分离、吸附和催化等领域具有广泛的应用前景,引起了人们广泛的关注。本文主要就复合介孔二氧化硅膜的制备方法,特别是近几年内其在纳滤、纳米材料的模板合成、酶的固定、传感器、反应器以及药物释放等方面最新的应用研究进展进行论述,同时对这类新型的复合介孔二氧化硅膜材料在合成和应用方面存在的问题进行了分析和总结,并对其发展前景作了展望。     

介孔氧化铝的研究进展

介孔氧化铝（MA）是比表面积超过350m²/g,孔径在2－50nm之间且孔径分布较窄的多孔氧化铝。这一新型氧化铝有望在催化剂及其它化学领域得到广泛应用,对材料科学及其应用有着重要意义。本文较全面地综述了近年来MA研究的最新进展,讨论了MA的各种合成路径和后处理方法,包括中性合成路径、阴离子合成路径和阳离子合成路径;结合XRD、氮吸附平衡等温线、TEM、²⁷Al魔角旋转核磁共振等图表对MA的结构和表征方法进行了阐述;探讨了MA作为催化剂载体和作为吸附剂的应用研究状况,并对今后的研究方向进行了展望。     

以卵磷脂为手性添加剂制备手性介孔二氧化硅

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的自组装体为模板,卵磷脂(PC)为手性添加剂,在n_PC:n_CTAB=1:21时,通过溶胶-凝胶法制备了螺旋介孔二氧化硅纳米棒。利用扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射以及氮气吸附-脱附等测试手段,对该纳米棒的形貌以及孔结构进行了表征。TEM显示该纳米棒的长度约为50~200nm,直径约为30~50nm。X-射线衍射表明孔道呈二维六方排列,虽然FESEM显示纳米棒左右手比例约为1:1,但通过圆二色谱表征证明该纳米棒在埃尺度下倾向于形成单一手性。结果表明,卵磷脂的手性可以传递到螺旋介孔二氧化硅纳米棒中。     

以卵磷脂为手性添加剂制备手性介孔二氧化硅

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的自组装体为模板,卵磷脂(PC)为手性添加剂,在n PC∶nCTAB=1∶21时,通过溶胶-凝胶法制备了螺旋介孔二氧化硅纳米棒。利用扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射以及氮气吸附-脱附等测试手段,对该纳米棒的形貌以及孔结构进行了表征。TEM显示该纳米棒的长度约为50～200 nm,直径约为30～50 nm。X-射线衍射表明孔道呈二维六方排列,虽然FESEM显示纳米棒左右手比例约为1∶1,但通过圆二色谱表征证明该纳米棒在埃尺度下倾向于形成单一手性。结果表明,卵磷脂的手性可以传递到螺旋介孔二氧化硅纳米棒中。     

介孔二氧化硅材料合成与表征的综合性化学实验设计

设计了一个综合性化学实验——MCM-41型介孔二氧化硅材料的合成与表征。实验内容包括MCM-41型介孔二氧化硅材料的制备,以及采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅立叶红外光谱、比表面积与孔隙度分析等多种分析方法对其结构和形貌进行表征。本实验不仅可以锻炼学生的基本实验操作技能,还能使学生加深对相关课程理论内容的理解,并进一步激发学生探索化学前沿知识的兴趣。     

疏水介孔二氧化硅膜的制备与表征

用甲基三乙氧基硅烷(MTES)代替部分正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体，以聚乙烯醚-聚丙烯醚-聚乙烯醚三嵌段共聚物(P123)作有机模板剂，通过共水解缩聚反应制备了甲基修饰的介孔SiO₂膜。利用N₂吸附、FTIR、²⁹Si MAS NMR以及接触角测量仪对膜的孔结构和疏水性进行了表征。结果表明，修饰后的膜材料具有良好的介孔结构，最可几孔径为4.65 nm，孔体积为0.69 cm³·g^-1，比表面积为938.4 m²·g^-1；同时疏水性明显提高，当n_MTES/n_TEOS达到1.0时，其对水的接触角达到109°± 1.1°。气体渗透实验表明气体通过膜孔的扩散由努森机制所控制。     

双模板法制备介孔二氧化硅纳米蚕茧

用十八烷基三甲基溴化铵(STAB)作模板剂,左旋香茅醇(CN)为结构助剂,利用溶胶-凝胶法,在CN/STAB摩尔比1∶1条件下制备了介孔二氧化硅纳米蚕茧;采用扫描电镜和透射电镜分析了产物的结构,并对其进行了氮气吸附-脱附测试.结果表明,所制备的介孔二氧化硅纳米蚕茧的孔道与蚕茧表面平行;搅拌速度对介孔二氧化硅纳米蚕茧的长度有较大的影响,随着搅拌速度的增加,其长度减小.