Amine decorated 2d hexagonal and 3d cubic mesoporous silica nanoparticles: A comprehensive dissolution kinetic study in simulated and biorelevant media

Highly ordered Bexarotene (BXR) encapsulated mesoporous silica nanoparticles in particular bare and amine functionalized MCM-41 and MCM-48 were designed employing a novel impregnation solvent evaporation strategy. The outcomes unveiled successful synthesis of mesoporous assembly having 2?D hexagonal and 3?D cubic framework for MCM-41 and MCM-48 respectively withholding large surface area, optimum pore size, pore volume along with uniform particle size distribution. Additionally, SXRD and TEM findings divulged retention of characteristic mesoporous features regardless of surface modification and drug incorporation. Eventually the release profile and release kinetics results in different dissolution media demonstrated complete drug release in simulated intestinal fluid (SIF) within 75?min and 45?min from BXR-41 and BXR-48 along with 3.33 and 5 fold increment in dissolution profile. Furthermore, lack of any interaction between gelatin of hard capsule shell and amine group in presence of enzyme were justified from the indistinguishable release pattern in enzyme free and enzyme enriched SIF media. The divergent release pattern in fed and fasted state condition having a higher release in former media strongly directs towards taking medicine after meal. Finally the release kinetics study exhibited Weibull and Higuchi model as a best fit models for bare and amine coated BXR nanoparticles respectively.     

Evaluation of Stability of Mesoporous Silica Nanoparticles and Their Further Formulation in Tablet Form

Mesoporous silica nanoparticles have been widely investigated as drug delivery systems. The present study evaluated physical stability of indomethacin loaded mesoporous MCM-41 nanoparticles. The size, polydispersity index, zeta-potential, and drug loading degree of nanoparticles were determined immediately after their preparation and after 6 months storage at 25°C in dry state. The results showed insignificant changes in these parameters, suggesting high stability of nanoparticles and loaded indomethacin. The nanoparticles were formulated in tablets by direct compression. The low friability indicated good resistance during handling and storage. The formulation of the nanoparticles into tablets decreased the initial release of indomethacin.     

以混合表面活性剂为模板可控合成MCM-48和MCM-41分子筛

利用阳离子和三嵌段共聚物混合表面活性剂为模板,在水热条件、碱性介质中可控合成出MCM-48和MCM-41分子筛。在固定P123(聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物):TEOS(正硅酸乙酯)(物质的量的比)为0.01875的体系中,调节CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)∶TEOS(正硅酸乙酯)物质的量比值m,当m在0.12~0.13范围合成出MCM-48分子筛;当m在0.04~0.08范围合成出MCM-41分子筛。通过XRD,TEM,N2物理吸附,IR等方法进行了表征。结果表明:聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)的加入可以更大程度地降低合成介孔材料所需阳离子表面活性剂的用量;可控合成的介孔材料具有高比表面积、高度有序的孔道结构、较集中的孔径分布。     

MCM-41分子筛担载纳米TiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法将TiO2担载在介孔MCM-41分子筛上, 制备了不同TiO2含量的系列TiO2/MCM-41复合材料, 利用X射线衍射、N2吸附、紫外-可见光谱和透射电镜等方法对其进行表征. TiO2的晶型为锐钛矿相, 复合材料的比表面积和孔体积随其中TiO2担载量(复合材料中TiO2与MCM-41的质量比)的增加而减小, TiO2的平均粒径随其担载量的增加而增大. 以罗丹明B的光催化降解为探针反应, 评价了TiO2/MCM-41复合材料的光催化降解活性. 结果表明, 在紫外光照射下, 罗丹明B在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学, 复合材料对罗丹明B的光催化降解活性明显高于商用TiO2 (P-25), 复合材料的光催化降解活性由复合材料的吸附能力和所含TiO2的光催化活性共同决定.     

蔗糖在MCM-48表面的自发单层分散

采用液相浸渍法研究了蔗糖在中孔MCM-48表面的自发单层分散. 用X射线衍射(XRD)相定量分析法, 测定了蔗糖在MCM-48上的最大分散容量, 并用差热分析、N2吸附技术对制备的样品进行表征. 结果表明, 在蔗糖与MCM-48的质量比小于1.1时, 蔗糖在MCM-48表面能自发分散成单层. 当蔗糖/MCM-48 质量比为0.8时, MCM-48的比表面积由初始的998 m2·g-1降至114 m2·g-1, 孔径由原来的2.7 nm降至2.0 nm, 孔容由0.76 cm3·g-1降至0.11 cm3·g-1. 当蔗糖与MCM-48的质量比超过1.1时, MCM-48的比表面积迅速减小至10 m2·g-1以下. 这是因为蔗糖分子大小和MCM-48孔径相差不大, 导致蔗糖在MCM-48表面分散时出现孔道堵塞.     

MCM-48分子筛的高效合成途径

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,用水热合成法合成MCM-48,在合成过程中通过降低pH值等方法可以使得MCM-48的产率显著提高,当pH=7时,产率达到97%。XRD和物理吸附表明合成的介孔分子筛具有高比表面积(BET,～1000m^2/g)和规整的孔道结构且孔径集中在2.6nm左右。     

静电层层自组装制备聚苯乙烯微球(核)/MCM-41纳米粒子(壳)阶层结构复合微粒

采用聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)两种聚电解质, 通过静电层层自组装成功地将MCM-41介孔二氧化硅纳米粒子包覆到聚苯乙烯(PS)微球表面. 实验结果表明, 当以尺寸为1.4 μm的PS微球为核时, 包覆了两个聚电解质双层(PDDA/PSS)2的PS(PDDA/PSS)2(PDDA/MCM-41)复合结构微粒与包覆了一个聚电解质双层(PDDA/PSS)的PS(PDDA/PSS)(PDDA/MCM-41)复合结构微粒相比, 复合结构微粒之间的交联程度降低, 但是MCM-41纳米粒子在聚苯乙烯微球表面的包覆都比较松散, 且产物中存在大量杂质. 而当以尺寸为5 μm的聚苯乙烯微球为核时, MCM-41纳米粒子紧密地包覆在聚苯乙烯微球表面, 复合结构微粒之间只有少量桥连物, 且产物中杂质很少.     

KNO3/MCM-48催化酯交换法合成碳酸二丙酯

 对KNO3/MCM-48用于丙醇和碳酸二甲酯进行酯交换合成碳酸二丙酯的催化性能进行了考察. 用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和X射线荧光法研究了催化剂的结构特征和表面性质. XRD结果表明,随着K负载量的增加,载体特征峰强度逐渐减弱,但仍保留MCM-48的晶体结构. 随着焙烧温度的升高, KNO3逐渐分解成K2O. 分别考察了活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间和催化剂的用量以及反应时间对反应的影响. 结果表明, KNO3/MCM-48催化剂对碳酸二丙酯的合成具有很高的催化活性. 在反应温度363 K, 反应时间6 h, 催化剂用量5%, 丙醇与碳酸二甲酯摩尔比为4的条件下,碳酸二甲酯的转化率可达99.9%, 产物碳酸二丙酯选择性93.4%, 产率93.3%.     

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.     

SiO2载体表面原位合成MCM-41的结构特征

以溶液硅源和表面硅源两种合成路线在SiO₂颗粒表面进行了MCM-41的原位合成,结果发现以两种方式均可得到MCM-41的有序结构。溶液硅源原位合成MCM-41的长程结构较好,两种硅源原位合成的MCM-41均能够在脱除模板剂过程中保持其长程有序结构。表面硅源原位合成MCM-41的孔径分布较窄,最可几孔径为3.81nm。本文还考察了OH/CTABr及SiO₂/OH比对表面硅源原位合成MCM-41长程结构特征的影响。     

Facile synthesis of the cubic mesoporous material MCM-48. Detailed study of accompanying phase transformations

The synthesis of cubic mesoporous material MCM-48 has been simplified and can be accomplished via facile hydrothermal synthesis using convenient commercial reagents. The cubic structure evolves from the initially formed hexagonal MCM-41 and undergoes slow conversion to the lamellar MCM-50 precursor. The system was sampled at 1 hr intervals and the intermediate products characterized by elemental analysis, X-ray powder diffraction and adsorption. The results are discussed from the standpoint of possible mechanisms of MCM-48 generation.     

硅甲基接枝改性MCM-48的结构特征及表面性质

本文利用三甲基氯硅烷与未焙烧MCM-48反应,实现对MCM-48的表面硅甲基接枝改性。结果表明:原未焙烧MCM-48孔道内的CTAB模板剂被脱除,三甲基氯硅烷与表面羟基反应,将硅甲基官能团接枝到MCM-48的内外表面。改性后MCM-48具有良好的长程有序结构,较窄的孔径分布,较大的孔体积和较高的比表面积,相对于未焙烧MCM-48,硅甲基接枝改性MCM-48的表面亲水性降低,亲油性得到提高。     

超声作用下MCM-36分子筛的快速合成

以四甲基铵硅酸盐为柱化剂,考察了超声作用对MCM-36分子筛合成的影响.结果表明,超声处理显著缩短了柱化剂进入已撑开的MCM-22(P)层间的插层过程的时间.通过控制插层过程的超声时间可以合成出具有不同层间距的MCM-36分子筛,而且合成的MCM-36分子筛内各层的层间距较均一.     

凝胶制备对气相合成MCM-22沸石的影响

以硅酸钠为硅源、硫酸铝为铝源制备硅铝干凝胶，六亚甲基亚胺（HMI）为模板剂，采用气相法合成MCM-22沸石。对硅铝干凝胶进行了29 Si MAS NMR、27 Al MAS NMR、红外以及透射电镜表征，讨论了pH值对硅铝干凝胶及合成MCM 22沸石的影响。结果表明，pH值的改变影响硅铝聚集态、干凝胶的结构及其粒径等物理性质，合成时硅铝干凝胶解聚、气固间传质及固相溶解速度不一致，影响产物MCM-22的结晶度。当制备干凝胶的pH值为8.7～10.7时，得到结晶度高的MCM-22沸石；当pH值增大到11.1时，产物出现杂晶丝光沸石；pH为11.6时只能得到丝光沸石。     

Ce-MCM-48介孔分子筛的合成、表征和催化性能

Cerium incorporated MCM-48 molecular sieves have been hydrothermally synthesized by both a mixed template and a variable pH approach. The samples were characterized by various physicochemical methods, including X-ray diffraction, transmission electron microscopy, diffuse reflectance UV-vis spectroscopy, XRF spectroscopy, nitrogen adsorption. These results reveal that cerium is incorporated in MCM-48 in the form of well-dispersed tetra-coodinated cerium ion. Maintaining the proper concentration of cerium and adjusting the pH allows for a more ordered structure with a much higher specific surface area than that of MCM-48. Ce-MCM-48 was employed in the liquid phase oxidation of cyclohexane with aqueous H2O2. The results showed that Ce-MCM-48 is more active as a catalyst for the liquid phase oxidation of cyclohexane. The oxidation conversion catalyzed by Ce-MCM-48 is 8.3 %-14.2% higher than that catalyzed by MCM-48 and the selectivity for the main products increase by 63.4%-68.8%. Accordingly, Ce-MCM-48 has been shown to have important potential applications.     

微波固相法制备ZnCl2/MCM-41催化剂及其催化性能

采用微波固相法、普通加热法和溶剂分散法等不同方法制备了ZnCl2/MCM-41催化剂,以XRD、FT-IR和TG-DSC等表征手段,比较了不同方法制备的催化剂中ZnCl2在分子筛表面的存在状态.XRD测定结果表明,微波固相法和溶剂分散法制备的样品可使ZnCl2完全分散于MCM-41分子筛表面,而加热法制备的样品中仍存在ZnCl2的晶相衍射峰.FT-IR、DSC和原子吸收光谱的测定结果表明,微波辐射可使ZnCl2与分子筛表面羟基发生固态相互作用形成O－Zn－Cl活性位,具有更加温和的Lewis酸性.考察了不同方法制备和不同ZnCl2负载量的催化剂在月桂烯与丙烯醛Diels-Alder反应中的催化性能,与普通加热法制备的催化剂相比,微波固相法与溶剂分散法制备的催化剂具有更好的催化活性和选择性,但微波固相法制备催化剂更为简单.     

MCM-36分子筛的合成及其苯与丙烯烷基化性能研究

分别从MCM-22和MCM-49前驱体出发合成了MCM-36分子筛, 在液-固固定床反应器上对MCM-36分子筛的苯与丙烯液相烷基化反应性能进行了评价. 由MCM-22前驱体出发合成的MCM-36(A) 结晶度良好, 比MCM-22具有更高比表面积和介孔孔容, 酸量明显下降. 由MCM-49前驱体出发合成的MCM-36(B)的比表面积和介孔孔容增加, 小角XRD特征衍射峰强度低于MCM-36(A), 与MCM-49相比酸量下降幅度较小. 在苯与丙烯液相烷基化反应中MCM-36(A)的活性与MCM-22相当, 丙烯的转化率大于99.5%, 异丙苯的选择性比MCM-22提高了7%. MCM-36(B)的反应活性高于MCM-36(A), 而异丙苯的选择性低于MCM-36(A). MCM-36分子筛上苯与丙烯液相烷基化反应活性的提高归因于有效酸性位的增加,异丙苯选择性的提高则主要归因于B酸量的降低.     

缓冲体系中高热和水热稳定性的MCM-48介孔分子筛的合成

利用混合阳离子-非离子表面活性剂为模板剂在缓冲体系中成功地合成出具有高热和水热稳定性的MCM-48介孔材料. 通过XRD, N₂吸附-脱附, ²⁹Si MAS NMR和 ³¹P MAS NMR等手段对样品进行了表征. 结果表明, 合成的MCM-48材料具有高的比表面积和高度有序的孔道系统. 样品在空气中于900 ℃下焙烧15 h和在600 ℃ 100%水蒸气下处理8～10 h, 仍能保持良好的立方孔道结构, 显示很高的热稳定性和极好的水热稳定性.     

含锡介孔分子筛MCM-48的合成、表征及催化性能

自M41S问世以来[1],其在吸附、催化及催化剂载体等领域的应用成为人们研究的热点。但纯硅M41S本身不具有催化活性中心,不能直接应用于催化反应中,将具有催化活性的金属掺杂在分子筛骨架中是赋予M41S系列介孔分子筛催化性能的重要手段。文献[2,3]已报道了一些金属掺杂在MCM-41中     

MCM-48改性PVDF-HFP复合多孔型聚合物电解质

采用倒相法,以MCM-48介孔分子筛作填料,由偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物(PVDF-HFP)制备一种复合多孔型聚合物电解质.其离子电导率比未改性的PVDF-HEP提高了约97%(从0.89mS/cm提高到1.75mS/cm),离子迁移数提高约39%(从0.57提高到0.79),且聚合物的结晶度和电化学稳定性没有明显改变.由该复合聚合物电解质组装的扣式电池首次充放电效率为91%,经过30次循环后,容量几乎没有衰减;1C放电容量为0.1C放电容量的80%.