MgO/SBA-15固体碱介孔材料的研制

结合浸渍和微波辐射技术，分别采用浸渍、浸渍-微波、微波辐射等方法将醋酸镁高分散在SBA-15上而成为MgO改性介孔固体碱材料。结果显示：使用不同负载方法以及含铝SBA-15为载体，均能使MgO均匀分散;负载量达到20%时，XRD法仍未检测到样品上有MgO的晶相。实验表明负载的MgO在载体上形成了多层重叠结构，产生较多的中强碱位，而在介孔分子筛中引入Al原子则有利于碱位的形成。     

SBA-15固载金属氧化物介孔材料的研究进展

介孔分子筛SBA-15具有独特的物理化学性质和广阔的应用前景,成为目前众多研究领域的一个研究热点。本文结合我们自己的工作和国内外相关研究,较全面地阐述了近年来几种SBA-15固载金属氧化物介孔材料的研究状况,并展望了今后其研究、发展方向和应用前景。     

改善SBA-15介孔材料水热稳定性的简单溶剂热后处理方法

提出了一种有效改善SBA-15介孔材料水热稳定性的简单溶剂热后处理方法. SBA-15材料经环己烷、甲苯和正丁醇等有机溶剂在157和190 oC密闭容器中分别处理6–24 h后,可呈现很好的水热稳定性.它们在800 oC经100%水蒸气处理12 h,依然能保持很好的有序介孔结构,比表面积可高达192–281 m2/g.其中,经环己烷190 oC溶剂热处理24 h的样品表现出最优的水热稳定性.溶剂热处理能显著提升材料孔壁中类似Si(OSi)2(OH)2和Si(OSi)3OH结构的Si–OH基间脱水,形成稳定的Si(OSi)4结构,从而有效减少了SBA-15材料孔壁的缺陷.由此,介孔材料的水热稳定性得到明显改善.溶剂热处理对SBA-15材料水热稳定性的这种提升作用与所用溶剂性质、处理温度以及SBA-15前驱体的类型密切相关.其中,以低沸点的非极性溶剂处理焙烧后的SBA-15材料表现出最好的稳定化效果.该方法具有简单、低能耗的特点,其在制备高水热稳定的有序硅基介孔材料上有很好的潜在应用价值.     

有序介孔材料SBA-15吸附Ru(bpy)2+3修饰电极的电化学发光研究

制备了具有高比表面积且二维六方高度有序的介孔分子筛SBA-15,并采用TEM和氮气吸附实验对其结构性质进行了表征.利用静电作用将三联吡啶钌[Ru(bpy)2 3]固定到表面带负电荷的SBA-15上,并将吸附有Ru(bpy)2 3的SBA-15修饰到玻碳电极表面,研究了该固定化的Ru(bpy)2 3的电化学发光行为.结果表明,随着三丙胺(TPA)的加入,氧化电流增加而还原电流减小,表明TPA对三价吡啶钌有催化作用,同时TPA的加入显著增强了发光强度.随着扫描速率的增加,发光强度逐渐降低.SBA-15较大的孔径和开放交联的孔结构体系促进了电极表面膜内的物质扩散和电子运动扩散.该修饰电极在5.0×10-5～1.0×10-2 mol/L TPA浓度范围内,发光强度与浓度具有良好的线性关系,线性方程为y=71.7 41.2x,检出限为9.5×10-6mol/L.该电极在连续扫描下具有较好的稳定性.     

有序介孔材料SBA-15吸附Ru（bpy）3^2＋修饰电极的电化学发光研究

制备了具有高比表面积且二维六方高度有序的介孔分子筛SBA-15,并采用TEM和氮气吸附实验对其结构性质进行了表征.利用静电作用将三联吡啶钌[Ru(bpy)32 ]固定到表面带负电荷的SBA-15上,并将吸附有Ru(bpy)32 的SBA-15修饰到玻碳电极表面,研究了该固定化的Ru(bpy)32 的电化学发光行为.结果表明,随着三丙胺(TPA)的加入,氧化电流增加而还原电流减小,表明TPA对三价吡啶钌有催化作用,同时TPA的加入显著增强了发光强度.随着扫描速率的增加,发光强度逐渐降低.SBA-15较大的孔径和开放交联的孔结构体系促进了电极表面膜内的物质扩散和电子运动扩散.该修饰电极在5.0×10-5~1.0×10-2mol/LTPA浓度范围内,发光强度与浓度具有良好的线性关系,线性方程为y=71.7 41.2x,检出限为9.5×10-6mol/L.该电极在连续扫描下具有较好的稳定性.     

介孔分子筛SBA-15的研究进展

介孔分子筛SBA-15具有独特的物理化学性质和广阔的应用前景,成为众多研究领域的一个研究热点.本文结合我们自己的工作和国内外相关研究,较全面地介绍了近年来SBA-15的研究状况,并展望了今后的发展方向和应用前景.     

C60/SBA-15介孔复合材料的合成及其荧光性质的研究

通过对介孔SBA-15孔壁氨基化(SBA-15-NH₂),然后与C₆₀反应形成化学键,成功地将C₆₀组装进入SBA-15孔道中,合成了C₆₀/SBA-15介孔复合材料.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-V is)和差热-热重分析(TG-DTA)等方法对其进行了表征.同时,对复合材料的荧光性质进行了研究.结果发现,SBA-15-NH₂在575 nm处出现发射峰,C₆₀/SBA-15介孔复合材料在554 nm处出现发射峰,峰位蓝移21 nm.     

共价键联的多金属氧酸盐/SBA-15介孔杂化材料的电化学性质研究

采用循环伏安法和碳糊电极, 考察了用共缩合法和二次嫁接法合成的多金属氧酸盐(POM)/SBA-15介孔杂化材料的电化学性质以及氧化还原性能. 在乙腈介质和所检测的电势范围内, 溶液中游离的 物种和浸渍负载于介孔氧化硅上的同样POM物种显示两对W^VI单电子氧化还原峰; 共价键联于介孔氧化硅上的 物种也显示两对峰, 但第一对峰的峰电流增大, 还原电位比浸渍样品正移, 表明共价键联的POM不仅能够保持其原有的氧化还原性能, 而且比浸渍负载的POM具有更强的氧化性. 峰流～扫速的关系显示, 在低扫速时, 样品的氧化还原过程是表面控制的; 在高扫速时, 则是扩散控制的. 另外, 钨磷酸盐样品的氧化性大于钨硅酸盐样品; 共缩合法和二次嫁接法合成的样品具有相似的电化学行为.     

介孔SBA-15中有机模板剂的紫外/臭氧法脱除

紫外/臭氧法用于脱除有序介孔材料SBA-15中有机模板剂. 该方法是一种非加热光化学降解法, 简单、易操作, 可在温和条件下彻底除去SBA-15中三嵌段共聚物有机模板剂P123. 通过XRD, TEM, FT-IR和BET等对SBA-15经不同方法脱除模板剂前后的详细表征, 表明紫外/臭氧法在彻底脱除SBA-15中有机模板剂后, 保留了很好的骨架有序性, 比表面积更大, 孔道更加开放, 克服了高温焙烧脱除模板剂造成的孔道收缩.     

温敏性介孔复合材料PNIPAAm/SBA-15的制备与表征

采用自由基引发原位聚合(in situ polymerization)的方法合成了温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)/介孔分子筛SBA-15纳米复合物. 用FT-IR、XRD、TEM、低温N₂吸附-脱附、TG和DSC等手段对复合物进行了表征, 结果表明, 单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)在介孔孔内发生了原位聚合, 聚合物PNIPAAm比较均匀地附于孔壁, 含量达24%左右. 这一聚合和孔内填充没有破坏SBA-15的有序六方结构, 但使样品的表面积、孔径、孔容减小. 同时, 这一有机-无机纳米复合物仍然保持PNIPAAm的温度响应性, 最低临界溶解温度(LCST)与纯PNIPAAm相似.     

改性中孔分子筛SBA-16薄膜的合成及表征

在酸性条件下, 以导电玻璃(ITO)为基底合成了SBA-16分子筛膜. 所制备的SBA-16膜孔径均匀, 具有体心立方结构(属于Im3m空间群), SBA-16膜的晶胞参数为18.6 nm. TEM, SEM和XRD等技术研究表明, 加入少量的AlCl₃盐于形成膜的母液并且采用RSiX₃对导电玻璃基底进行处理, 能够明显改善SBA-16膜的连续性而不影响孔结构. 红外(FTIR)研究结果表明, SBA-16膜的表面硅羟基和结晶水很少, 膜很稳定. XPS研究表明, 加入少量MnCl₂对SBA-16膜进行改性, 可以提高膜的导电性.     

苯基改性的中孔分子筛SBA-15的合成及其磺化

 在酸性条件下用正硅酸乙酯(TEOS)和苯基三乙氧基硅(PTES)直接缩合制备了苯基改性的中孔分子筛Ph-SBA-15,并用紫外光谱、红外光谱、X射线衍射、透射电镜和核磁共振等对改性后的样品进行了表征. 结果表明,在300 ℃下焙烧后,模板剂被脱除,而苯基可完整保留,苯基改性的SBA-15分子筛具有有序结构. 进一步用氯磺酸磺化改性后,可得到苯磺酸化的分子筛,其酸度可达4.19 mmol/g.     

含钨SBA-15介孔分子筛催化剂的表面酸性和羟基分布

分别以浸渍法和水热晶化法制备了SBA-15介孔分子筛孔中插入氧化钨和碳化钨的催化剂,采用NH3-TPD测定了表面酸性和总酸量,并采用FT-IR研究了它们的表面羟基分布情况.NH3-TPD结果表明,浸渍法制备的含氧化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面只有SBA-15介孔分子筛的弱酸位,而含碳化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面还出现了W2C的强酸位.水热晶化法制备的含氧化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面SBA-15介孔分子筛的弱酸位随W含量的增大略有增强, W含量较高时还出现了钨物种的强酸位;含碳化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂表面除了SBA-15介孔分子筛的弱酸位外, W含量较低时有W2C的强酸位, W含量较高时有W2C和WC两种强酸位.傅里叶变换红外光谱结果表明,浸渍法和水热晶化法制备的含氧化钨和碳化钨的SBA-15介孔分子筛催化剂除表面自由硅羟基外,还存在着α, β和γ三种不同类型的氢键羟基,并且氢键羟基和催化剂的制备方法以及催化剂的W含量都有一定的关系.     

表面含磺酸基的介孔分子筛SBA-15-SO3H的直接合成

 采用水热法直接合成了含磺酸基的介孔分子筛SBA－15－SO3H．XRD表征结果表明，该分子筛具有规则的、六方立柱形的中孔结构，通过酸碱滴定和XRD确定了正硅酸乙酯／有机硅的最佳合成配比为9（α＝0．1）．29SiMASNMR固体核磁结果表明，含磺酸基的有机基团Si－（CH2）3－SO3H中的硅与SBA－15骨架上的氧通过Si－O键结合，形成稳定的有机／无机组成，FT－IR谱表明：在SBA－15－SO3H表面含有质子酸中心－SO3H．N2吸附－脱附和TEM结果表明，SBA－15－SO3H具有较大的比表面积、孔容和孔径，孔大小是单一的，孔分布是高度有序的．酯化反应结果表明，与后合成法相比，直接法合成的催化剂既具有较高的稳定性，又具有简便、快捷和高效的优点．     

Effects of Morphology and Structural Characteristics of Ordered SBA-15 Mesoporous Silica on Release of Ibuprofen

Three kinds of highly ordered SBA-15 mesoporous materials with different pore sizes and morphologies denoted as LPS-SBA-15 (stick-like with pore size 7.28 nm), CPS-SBA-15 (stick-like with pore size 5.96 nm) and T-SBA-15 (tablet-like with pore size 4.64 nm) have been prepared, characterized and employed as carrier materials. The release behaviors of the ibuprofen in a simulated body fluid from these mesoporous silica materials were studied. The influences of pore size and exterior morphologies of mesoporous silica on the release behaviors of ibuprofen have been investigated. It has been found that the release becomes fast with increasing of pore size and slow with extending of transport pathway, and that the release rate of ibuprofen from the three kinds of SBA-15 is LPS-SBA-15 > T-SBA-15 > CPS-SBA-15. The results show that the inner structure as well as the exterior morphologies of SBA-15 mesoporous silica can seriously affect the release behaviors of ibuprofen.     

Mesoporous silica SBA-15 functionalized with phosphonate and amino groups for uranium uptake

Mesoporous silicas have a very attractive ability of sorption and enrichment of metal ions due to their huge surface area and facile functionalization by organic ligands.In this work,phosphonate-amino bifunctionalized mesoporous silica SBA-15(PA-SBA-15) as U(VI) sorbent was fabricated through post-grafting method.The obtained mesoporous silica was characterized by SEM,XRD,NMR and nitrogen sorption/desorption experiments,which revealed the existence of ordered mesoporous structure with uniform pore diameter and large surface area.The adsorptivity of PA-SBA-15 for U(VI) from aqueous solution was investigated using batch sorption technique under different experimental conditions.The preliminary results show that the U(VI) sorption by PA-SBA-15 is very quick with equilibrium time of less than 1 h,and the U(VI) uptake is as large as 373 mg/g at pH 5.5 under 95 ℃.The sorption isotherm has been successfully modeled by the Langmuir isotherm,suggesting a monolayer homogeneous sorption of U(VI) in PA-SBA-15.The sorption is pH-dependent due to the pH-dependent charge of sorbent in the aqueous solution.The thermodynamics research shows that the sorption is a feasible and endothermic process.Based on these results,PA-SBA-15 could be a promising solid phase sorbent for highly-efficient removal of U(VI) ions from waste water and enrichment of U(VI) from a solution at a very low level.     

介孔材料SBA-15改性的复合凝胶聚合物电解质的制备及性能

以聚(甲基丙烯酸甲酯-聚乙二醇二甲基丙烯酸酯)(P(MMA-PEGDMA))共聚物为基体,介孔硅分子筛SBA-15为无机填料制备了复合凝胶聚合物电解质.采用原子力显微镜(AFM)、热重分析(TG)和交流阻抗(AC)等技术对其形貌、热稳定性及电化学性能进行了研究.结果表明:无机填料SBA-15与聚合物基体有较好的相容性;SBA-15的加入改善了聚合物电解质的热稳定性,提高了离子电导率,当W(SBA-15)=0.03时,离子电导率达最大值3.68×lO-3S/cm;并且掺杂SBA-15后,聚合物电解质的电化学稳定性得到了提高,其电化学稳定窗口为4.9V(vs Li /Li),可满足高性能锂离子电池的要求.     

介孔SBA-15的形貌控制合成及负载染料后其光学性能研究

采用水热-组装法、溶剂挥发法等材料合成方法制备了不同形貌(粉末棒状、单块、薄膜)负载染料的介孔SBA-15复合材料, 并开展光学性质研究. 通过TEM, XRD, N₂吸附-脱附表征证明所合成的各种形貌SBA-15材料均具有规则有序介孔结构, 组装染料后复合材料的形貌及结构保持完整|Uv-vis, PL表征表明染料在SBA-15孔道中呈单分散状态, 负载染料后的复合材料具有发光特性.     

长度可控杆状SBA-15的合成简

以三嵌段共聚物P123为结构导向剂,天然高聚物壳聚糖为添加剂,合成出分散性较好的杆状结构SBA-15. 通过调节体系中壳聚糖的含量,可以实现对产物形貌的控制,即从颗粒到短杆状,最后到长杆状. 壳聚糖的加入不仅使SBA-15的介孔结构更加长程有序,同时也提高了其比表面积和孔容,其最高值分别达到1157 m2/g和1.53 cm3/g.     

Mesoporous Silica Microspheres Composited with SBA-15s for Resonance Frequency Reduction in a Miniature Loudspeaker

Microspheres composited with mesoporous SBA-15 particles and silica were investigated as fillers in miniature loudspeakers to study the factors influencing the resonance frequency offsets(RFOs). Mesoporous silica microspheres(MSMs) were prepared by self-assembling SBA-15 mesoporous silica in a microemulsion synthesis system. The formation process involved the fabrication of a stable O/W microemulsion of tetrabutyl orthosilicate(TBOS) and hexadecyltrimethylammonium bromide(C₁₆TAB) and encapsulation of SBA-15s. The RFO increased and then decreased with increasing particle size(in the length range of 0.7-5.5 μm and in the width range of 0.2-0.45 μm), increased with increasing pore size(in the range of 7.0-9.4 nm) of SBA-15s, and increased with decreasing particle size(105-900 μm) of MSMs.