功能化有序介孔二氧化硅材料在分析样品前处理中的应用

功能化有序介孔二氧化硅材料具有均一可调的介孔孔径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内表面和较高的比表面积、高的吸附容量等特性,可用于生物、医药、环境样品等复杂基体中痕量分析物的高选择性分离与富集,因此在样品前处理中的应用特别引人瞩目。文中简要介绍了功能化有序介孔二氧化硅材料的制备方法,综述了功能化有序介孔二氧化硅材料在分离富集金属离子、有机污染物以及生物大分子样品前处理中的应用进展。     

混合阳离子-非离子表面活性剂为模板剂合成含沸石次级结构单元的介孔分子筛

利用混合阳离子-非离子表面活性剂为模板剂采用两步晶化法合成了孔壁具有沸石次级结构单元的介孔分子筛，通过XRD、N2吸附-脱附、FT-IR以及异丙苯裂解探针反应等手段对样品进行了表征。结果表明，合成的介孔材料在结构上与相应的M41S材料类似，无微孔沸石相的存在。立方介孔材料具有较高的热稳定性和水热稳定性，在催化异丙苯裂解反应中，六方介孔材料的催化活性明显高于相似条件下用单一表面活性剂为模板剂合成的含沸石次级结构单元的六方介孔材料。     

有机-无机杂化氧化硅基介孔材料

有机基团可以通过嫁接或共聚的方法引入到氧化硅基介孔材料的孔表面或材料的骨架中,形成表面结合型和桥键型两大类有机-无机杂化氧化硅基介孔材料.本文综述了有机-无机杂化氧化硅基介孔材料的最新研究进展,介绍了其合成方法、应用及潜在的应用领域,详细总结了目前已报道的有机-无机杂化氧化硅基介孔材料的种类,展望了桥键型有机-无机杂化氧化硅基介孔材料的发展及应用前景.     

负载TS-1导向剂的介孔材料的合成、表征及催化性能研究

利用浸渍法将TS-1导向剂高度分散在介孔材料MCM-41和SBA-15的表面,制备出一系列在氧化反应中具有高活性的催化材料.对样品的表征显示催化剂保持了介孔的结构,同时具有四配位的钛物种均匀地分散于介孔催化剂的表面.催化结果显示,与钛硅分子筛(TS-1)相比,所制备的催化剂在小分子的氧化反应中表现出相似的活性,在大分子的氧化反应中展示了很高的活性,体现了介孔材料的优越性.     

多级孔芳香骨架材料的合成及固载硫脲催化剂的研究

合成了一种多级孔芳香骨架材料(PAF-70); 使用由氨基修饰过的单体, 应用该合成策略得到了同样具有窄分布介孔的含有氨基活性位点的PAF材料, 并通过硫脲单体与其氨基活性位点的反应, 将硫脲基团引入PAF-70材料中, 获得了含有硫脲催化位点的材料(PAF-70-thiourea). 氮气吸附-脱附测试结果显示, PAF-70存在孔径分布较窄的介孔, 介孔孔径为3.8 nm, 与模拟计算值(约3.7 nm)吻合. 热重分析结果表明, PAF-70具有很高的热稳定性. PAF-70在大多数溶剂中可以稳定存在, 具有良好的化学稳定性. 将PAF-70-thiourea作为催化剂, 应用在N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)氧化醇类的反应中, 其表现出较高的催化活性、 较高的稳定性和广泛的底物适用性. 与含有相同硫脲催化位点的金属有机框架(MOF)材料(IRMOF-3-thiourea)作为催化剂对比, 进一步证实PAFs材料非常适合作为催化有机反应的固载平台.     

基于有序介孔材料的荧光探针及其应用

小分子荧光探针应用于检测污染物具有高选择性、高灵敏度和可视化等优点,但其检测效率低,难以与本体分离回收,对环境有一定污染。通过化学方法将小分子荧光探针负载到介孔材料表面,可以克服小分子荧光探针的不足,实现小分子荧光探针和介孔材料的优势互补。基于介孔材料的荧光探针不但兼具了小分子荧光探针的识别及清除功能,还可以通过调整介孔材料孔径大小和孔材料的成分实现更低浓度的检测,提高检测的灵敏度。本文首先综述了近年来基于介孔材料的不同类型荧光探针的研究进展,重点阐述荧光探针修饰的介孔材料在重金属离子检测、有机小分子检测、生物分子检测和阴离子检测等方面的应用,最后对基于介孔材料的荧光探针发展方向进行了展望。     

磺酸基功能化MCM-41有机-无机杂化材料的合成与表征

 利用直接合成法和后接枝法将含有磺酸基团的硅烷偶联剂引入MCM-41介孔分子筛中, 合成了酸性介孔有机-无机杂化材料. 利用XRD和TEM等方法对其结构进行了表征. 结果表明,利用直接合成法和后接枝法合成的杂化材料仍保持规整的介孔孔道,该材料作为酸催化剂在苯甲醛与乙二醇的缩醛反应中显示了较好的催化活性.     

超声溶胶-凝胶法制备强酸性介孔材料

 在不使用有机模板剂和孔调节剂的情况下,以无机盐为原料制备了锆和钛修饰的硅铝介孔材料及担载铂的电子-酸性双功能介孔材料. 激光粒度仪和N2吸附-脱附等温线表征的结果显示,制备方法对溶胶的粒度分布和材料的结构性质有较大的影响. 吡啶吸附-脱附的红外光谱表明所得材料具有强的表面酸性,利用XPS和H2-TPR等表征手段确定了材料强表面酸性的来源. 1-己烯加氢异构反应表明所合成的材料具有良好的催化活性.     

有机/无机复合介孔膜的合成及其生物酶吸附行为研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源、三嵌段共聚物(F127)为表面活性剂, 聚碳酸酯膜为硬模板, 并采用抽滤法在聚碳酸酯膜内的亚微米级孔道中组装介孔氧化硅从而制备出有机(聚碳酸酯)/无机(介孔氧化硅)复合介孔膜. 通过扫描电镜、能量分散光谱以及透射电镜等实验表征了该有机/无机复合介孔膜的组成、结构及形貌. 研究结果表明: 通过该方法可以在聚碳酸酯膜内孔道中形成长度为9 μm、直径为200 nm的一维氧化硅棒状材料, 且该棒状材料具有无序蠕虫状和有序体心立方的混合介孔结构, 有序体心立方介孔的平均孔径约为8.5 nm. 另外, 初步考察了该复合介孔膜对生物酶的物理吸附行为, 结果表明其对肌红蛋白酶的单位吸附负载量为5.85 mg/g.     

具有MFI骨架结构的介孔钛硅材料的合成、表征和催化性能

利用介孔碳作硬模板合成出具有MFI骨架结构的介孔钛硅材料. 该样品复制了类似SBA-15的介孔结构, 同时骨架含有MFI微孔结构. 透射电镜表征结果表明, 样品表面还有部分大孔结构. 催化结果证明了该样品既具有介孔材料较大孔道结构, 又保持了微孔钛硅材料的高活性.     

杂原子介孔Co-MCM-41分子筛的制备及其吸附脱氮性能

采用水热法合成了介孔MCM-41和Co-MCM-41分子筛,并利用XRD、FT-IR、低温N₂吸附-脱附和NH₃-TPD等方法对合成的分子筛进行了表征。考察了晶化时间、晶化温度、陈化时间对合成介孔Co-MCM-41分子筛的影响,确定较适宜的合成条件为陈化时间1 h,晶化温度110 ℃,晶化时间2 d。XRD 和FT-IR表征结果说明,Co原子已经进入MCM-41的骨架。MCM-41和Co-MCM-41的平均孔径均为2.82 nm,BET比表面积分别为986.42和 637.69 m²/g,孔容分别为0.762 1和0.537 2 m³/g。NH₃-TPD的表征结果表明,MCM-41和Co-MCM-41的酸性都较弱,但Co-MCM-41的酸性明显强于MCM-41。在此基础上,利用合成的MCM-41和Co-MCM-41吸附脱除氮含量为1 737.35 μg/g的模拟燃料中的喹啉。喹啉分子尺寸的模拟结果为0.711 6 nm × 0.500 2 nm,说明其可以很容易地进入MCM-41和Co-MCM-41的介孔孔道中。Co-MCM-41分子筛的氮脱除率明显高于MCM-41,这是由于其较强的酸性及与喹啉之间的化学吸附,而且,Co-MCM-41吸附脱氮具有较好的再生性能。     

疏水改性MCM-41对甲草胺缓释性能的影响

采用浸渍法将甲草胺吸附到纯硅MCM-41(M41)介孔材料中, 以六甲基二硅氮烷(HMDS)为表面改性剂, 通过气-固反应对吸附了甲草胺的M41材料(Ach/M41)进行疏水改性, 得到了既具有高载药性又能有效延缓甲草胺释放的缓释体系Ach/TMS-M41. XRD、低温N₂吸附/脱附、FT-IR和TG等分析结果表明, 甲草胺在M41中的吸附量高达0.381 g·g^-1(质量分数为27.6%), 此时M41仍保持原有的孔道结构, 且甲草胺能完全分散于M41孔道中. 分别对Ach/M41和Ach/TMS-M41在水中的缓释性能进行了测试, 甲草胺释放率分别为62%和38.1%, 表明疏水改性对延缓甲草胺释放有较好的效果. 而且, 介孔材料孔壁对甲草胺具有明显的紫外屏蔽保护作用.     

全硅MCM-41担载的加氢脱硫催化剂的TPR研究

用TRP技术研究了以全硅MCM-41(Si-MCM-41)和HNO3交换的全硅MCM-41(H-MCM-41)为载体制备的Ni-Mo、Co-Mo和Ni-W加氢脱硫(HDS)催化剂的还原性能，并以0．8(wt)％二苯并噻吩(DBT)的十氢萘溶液为模型化合物，在高压固定床反应器上考察了上述催化剂的加氢脱硫(HDS)反应性能。结果表明，Si-MCM-41经稀HNO3交换后，所担载的Ni-Mo和Ni-W催化剂还原性能、HDS活性和加氢活性有显著变化，但对Co-Mo催化剂影响不大。这说明在Ni-Mo／H-MCM-41和Ni-W／H-MCM-41中可能存在氢溢流现象，DBT的HDS活性与载体表面酸性和氢溢流有关。     

Cu修饰的MCM-41的合成、表征及对芳烃羟化反应催化作用的研究

利用MCM-41形成过程中协同自组装的特点,在合成过程中引入Cu(NH₃)₄²⁺,制备出过渡金属表面修饰的纯硅介孔分子筛Cu-MCM-41,采用XRD,ICP,ESR,N₂吸附等手段确定Cu处于MCM-41的表面,取代了端羟基中氢的位置,与骨架桥氧和硅羟基中的氧配位.利用苯酚羟化反应为探针,考察了Cu-MCM-41的催化活性.结果表明,Cu-MCM-41具有很高的苯酚羟化活性,与TS-1分子筛的催化效果相当,对萘酚的羟化活性也较高.     

中孔分子筛SO42-/Zr-MCM-41催化裂解聚丙烯反应研究

采用水热合成法制备了不同硅锆比的中孔分子筛Zr-MCM-41,用强酸性基团SO42-对其进行修饰,制得SO42-/Zr-MCM-41中孔分子筛.采用XRD、FT-IR、NH3-TPD及氮气吸附脱附等技术对其结构和酸强度进行表征.通过改变硅锆比、负载不同的酸性基团对Zr-MCM-41的酸性进行调变,并将其用于催化聚丙烯(PP)的裂解反应,结果表明S i/Zr=40的SO42-/Zr-MCM-41具有较好的催化裂解活性.另外,与热裂解以及HZSM-5和Zr-MCM-41为催化剂时PP的裂解反应结果进行了比较,结果证明SO42-/Zr-MCM-41不仅具有较高的裂解转化率,而且具有较高的液体产物收率,适宜于空间位阻较大的PP的催化裂解反应.     

杂原子介孔Co-MCM-41分子筛的制备及其柴油深度吸附脱碱氮性能

以硝酸钴为钴源,采用水热法合成了MCM-41和不同Co含量的Co-MCM-41分子筛,并利用XRD、FT-IR和低温N2吸附-脱附等方法对合成的分子筛进行表征。当加入的Co/Si物质的量比达到0.1时,依然能够成功合成具有规整有序的介孔结构的Co-MCM-41。MCM-41和Co-MCM-41静态吸附脱除0#柴油中碱氮的实验结果表明,Co/Si物质的量比为0.06的Co-MCM-41(2)分子筛的吸附容量最大,达到5.324 mg(N)/g分子筛,明显高于MCM-41分子筛的吸附容量2.532 mg(N)/g,说明Co进入MCM-41分子筛骨架后显著提高了分子筛的吸附脱除碱氮能力。当加入的Co/Si物质的量比大于0.06时,分子筛吸附脱除柴油中碱氮的能力反而下降,这是由于加入过多Co会使其以Co3O4形式高度分散在分子筛孔道中,堵塞了吸附活性位,使其无法与碱性氮化物接触造成吸附脱氮能力下降。动态吸附脱除0#柴油中碱性氮化物的结果表明,每克CoM CM-41(2)分子筛可将35 m L柴油的碱氮从147.54μg/g吸附脱除到10μg/g以下,吸附容量为4.2 mg(N)/g(吸附剂),由于动态吸附的接触时间较短使MCM-41失去了吸附脱氮能力,说明Co-MCM-41(2)对柴油中的碱氮具有较好的选择性。     

Cu修饰的MCM—41的合成,表征及对芳烃羟化反应催化作？…

利用ＭＣＭ－４１形成过程中协同自组装特点,在合成过程中引入Ｃｕ（ＮＨ３）４＾２＋,制备出过渡金属表面修饰的纯硅介孔分子筛Ｃｕ－ＭＣＭ－４１,采用ＸＲＤ,ＩＣＰ,ＥＳＲ,Ｎ２吸附等手段确定Ｃｕ处于ＭＣＭ－４１的表面,取代了端羟基中氢的位置,与骨架桥氧和硅羟基中的氧配位,利用苯酚羟化反应为探针,考察了Ｃｕ－ＭＣＭ－４１的催化活性。结果表明,Ｃｕ－ＭＣＭ－４１具有很高的苯酚羟化活性,与ＴＳ－１分子筛的催     

分散法制备的CuCl/MCM-41上C3H6选择催化还原NO反应的研究

研究了由分散法制备的两种CuCl/MCM-41催化剂上丙烯在过量氧存在下选择催化还原NO反应, 发现所制备的CuCl/AlMCM-41催化剂的反应活性明显高于CuCl/SiMCM-41. XRD, IR, TPR及ESR的研究结果表明, CuCl/AlMCM-41催化剂上的主要活性中心是与骨架铝配位的铜离子(Cu2+/Cu+).     

介孔材料Co-MCM-41的合成及其吸附脱除各种碱性氮化物

采用水热法合成了MCM-41和不同Co/Si物质的量比的Co-MCM-41介孔材料,并采用XRD、FT-IR和低温氮气吸附-脱附方法对样品进行了表征。FT-IR及XRD表征结果说明,Co原子已经进入了介孔材料的孔壁。合成的MCM-41及Co/Si(物质的量比)为0.18以下的Co-M CM-41都具有六方有序排列的介孔结构。当加入的Co/Si(物质的量比)为0.22时,样品的(100)峰完全消失,不具备六方有序排列的介孔结构,说明以硝酸钴为钴源合成Co-MCM-41的最大Co加入量为Co/Si(物质的量比)为0.18左右。与MCM-41相比,各Co-MCM-41样品的XRD(100)峰随着Co加入量的增加逐渐变宽变弱,比表面积和孔容变小,平均孔径增大。当加入的Co/Si物质的量比大于0.06时,Co-MCM-41的介孔孔道中存在少量聚集态的Co3O4。利用合成的Co-MCM-41吸附脱除氮含量为1737.35μg/g模拟燃料中的碱性氮化物喹啉、苯胺或吡啶,结果表明,所有样品的吸附脱氮效果顺序为苯胺吡啶喹啉。Co-MCM-41(0.06)的吸附容量和氮脱除率明显要高于其他样品,对苯胺、吡啶和喹啉的吸附容量分别为42.17、35.66和29.18 mg(N)/g,去除率分别为82.38%、73.53%和61.11%。添加到模拟燃料中的芳烃化合物萘、苯或甲苯对其吸附脱氮没有影响,表明介孔材料Co-MCM-41对各种含氮化合物的吸附主要是N原子与Co的配位络合吸附,而不是π-π络合作用。采用焙烧或乙醇溶剂洗涤再生后的Co-MCM-41(0.06)恢复了吸附脱氮能力,说明其具有较好的再生性能。     

Synthesis and NMR structure of p41icf,a potent inhibitor of human cathepsin L

The total synthesis and structural characterization of the MHCII-associated p41 invariant chain fragment (P41icf) is described. P41icf plays a crucial role in the maturation of MHC class II molecules and antigen processing, acting as a highly selective cathepsin L inhibitor. P41icf synthesis was achieved using a combined solid-phase/solution approach. The entire molecule (65 residues, 7246 Da unprotected) was assembled in solution from fully protected peptides in the size range of 10 residues. After deprotection, oxidative folding in carefully adjusted experimental conditions led to the completely folded and functional P41icf with a disulfide pairing identical to that of native P41icf. CD, NMR, and surface plasmon resonance (SPR) were used for the structural and functional characterization of synthetic P41icf. CD thermal denaturation showed clear cooperative behavior. Tight cathepsin L binding was demonstrated by SPR. (1)H NMR spectroscopy at 800 MHz of unlabeled P41icf was used to solve the three-dimensional structure of the molecule. P41icf behaves as a well-folded protein domain with a topology very close to the crystallographic cathepsin L-bound form.