三维有序大孔氨基功能化材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以聚苯乙烯胶晶为模板,3-氨基-丙基-三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯为前驱物,合成了三维有序大孔(3DOM)氨基功能化SiO2-NH2材料. SEM观察表明,合成的3DOM材料具有规则整齐的大孔通孔结构,平均孔径在535～596 nm之间,孔径收缩率为4.8%～14.5%. FTIR分析表明,材料中含有氨基等有机基团. BET分析表明,材料的比表面积为10.2 m2/g. 合成的3DOM SiO2-NH2材料对Cr(Ⅵ)离子的吸附能力随着材料中氨基含量的增加而增大,最大吸附量为4.31 mmol/g.     

三维有序大孔交联聚苯乙烯的功能化及其吸附性能

本研究采用二氧化硅胶体晶模板法制备了孔径为890nm的三维有序大孔交联聚苯乙烯(3DOMCLPS),通过亲核取代反应将亲水性悬臂(二缩三乙二醇,TEG)接枝到3DOMCLPS孔壁,利用TEG另一端的活性羟基,将2-巯基苯并噻唑(MBZ)引入到TEG链段末端.利用红外光谱及元素分析对产物进行了表征.扫描电镜分析表明功能化后的3DOMCLPS保留了结构有序、孔与孔之间相互连通的微观结构特点.测定了该功能化3DOMCLPS对Ag+和Hg2+离子的饱和吸附容量,饱和吸附容量分别为0.78和0.39mmol/g.研究了不同温度下的吸附动力学,相互连通的有序大孔结构有利于引入长链亲水性悬臂,促进孔内外的物质交换.     

胶粒晶体模板法制备三维有序大孔材料

使用胶粒模板法制备三维有序大孔材料（three-dimensional ordered macroporous material,3DOM）是一个快速发展的领域。本文综述了3DOM的合成技术,包括各种填充模板的方法、模板的去除方法以及它们在光子晶体、催化材料、生物传感器以及医学等方面的应用前景。     

大孔磺酸-Lewis酸复合树脂催化酯化反应的研究

研究了 2 0℃时 ,醋酸酐与九种酚在复合树脂催化剂下的催化酯化反应 ,并探索了其反应的机理 .结果表明 ,复合树脂催化剂对反应有显著的催化作用 ,苯环上的各基团 ,对酚的酯化反应也有一定的影响     

含稀土铕配合物三维有序大孔材料的制备及其荧光性能

采用物理吸附的方法将稀土配合物嵌入三维有序大孔聚合物材料的孔内,组装了发光性能良好的含邻菲罗林-铕配合物的三维有序大孔聚合物材料(3DOM/Eu(Phen)2).并通过扫描电镜、红外光谱和荧光光谱对3DOM/Eu(Phen)2组装体进行了表征.结果表明:组装体的结构保持了三维有序大孔材料的结构特征,在紫外灯的照射下,发出稀土离子的特征谱线,与纯配合物相比,其激发光谱发生蓝移,荧光寿命延长.     

硝酸盐制备三维有序大孔金属氧化物材料研究

用硝酸盐、柠檬酸和乙醇/水按一定摩尔比配置成前驱物溶液, 采用胶晶模板法, 制备了三维有序大孔金属氧化物材料: Al₂O₃, CeO₂, Cr₂O₃, NiO, MgO, In₂O₃, CeO₂/Al₂O₃, Cr₂O₃/Al₂O₃和NiO/Al₂O₃. SEM观察表明, 材料中大孔有序排列, 大孔间由小孔相连, 形成三维规则的笼状网络结构. XRD和TEM测试表明, 大孔孔壁由具有纳米尺寸的金属氧化物粒子组成. 实验表明, 加入乙醇、柠檬酸, 提高溶液对胶球润湿性, 改善溶液渗透能力, 避免粒子团聚, 有利于有序大孔结构的形成. 这一研究表明, 根据硝酸盐的物理化学性质, 调整溶液组成, 选择合适的热处理温度, 能得到大孔排列有序、三维规整性好的大孔结构材料. 此法具有原料易得, 操作简单的特点, 是3DOM材料的一种新型高效制备路线.     

葡萄糖氧化酶在氨基功能化三维有序大孔材料上的固定化研究

一类新型功能化三维有序大孔（3DOM）材料被用于固载葡萄糖氧化酶．以聚苯乙烯胶晶为模板,三氨基丙基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯为前驱物,合成了不同氨基含量的3DOM SiO2-NH2材料．并以戊二醛为交联剂,成功地在3DOM SiO2-NH2材料表面嫁接了葡萄糖氧化酶,所得材料具有较高的催化活性．SEM观察表明,3DOM SiO2-NH2材料具有规则整齐相通的大孔孔道结构．FTIR测试表明材料中含有氨基及有机基团,戊二醛及葡萄糖氧化酶以C=N键嫁接在3DOM材料孔壁表面．     

三维有序大孔杂化SiO2的制备、表征及应用

将有机-无机杂化功能材料与有序大孔材料独特的有序开孔结构相结合,在制备的三维有序大孔二氧化硅(3DOM Si O2)孔壁上可控接枝带有功能基团的聚合物链段,制备3DOM杂化材料。采用表面引发原子转移自由基(SI-ATRP)接枝技术在3DOM Si O2孔壁上可控接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)链段,讨论了接枝条件对接枝量及接枝链段分子量的影响,并利用FTIR、SEM、TGA、GPC等对接枝过程进行了表征。PGMA接枝链段上环氧基团可进一步与亲核试剂(二乙醇胺,浓硫酸和二乙烯三胺)发生开环反应,得到一系列带有不同官能团的具有较高接枝密度的功能杂化多孔材料,同时,利用该种材料对水中的水杨酸进行了吸附实验,吸附结果表明经二乙烯三胺开环后得到的功能化多孔材料对水杨酸具有很高的吸附量。     

苯基磺酸官能化中孔硅基材料的制备及催化性能研究

通过溶胶-凝胶法制得了苯基聚硅氧烷, 进一步磺化制备了苯基磺酸官能化的中孔硅基催化材料, 并通过BET, SEM和固体核磁技术对其进行了表征. BET结果表明, 该催化剂比表面积为722 m²/g, 平均孔径为9.06 nm, 孔容0.59 mL/g. ¹³C CPMAS NMR和²⁹Si CPMAS NMR表征显示磺酸基键合于苯环间位, 苯基以共价方式进入无机-有机杂化硅基材料的内部结构. 该固体酸的活性中心磺酸基在表面呈均匀分布, 在芳族羧酸和取代酚的直接酯化反应中表现出优异的催化性能.     

三维有序介孔二氧化锰制备及其甲醛催化氧化性能

空气中的甲醛主要来源于化工、建材、涂料、装潢材料以及机动车尾气.甲醛具有光化学活性,对人体具有致癌致畸作用.高浓度甲醛对人体健康和空气环境危害极大,室内低浓度甲醛对人体也有很大伤害.因此,消除室内、机动车尾气以及工业生产过程中的甲醛非常必要.目前,去除甲醛的方法主要有吸附法、光催化法和催化燃烧法.其中,催化燃烧法具有去除效率高、起燃温度低、适用范围广、设备操作简单以及无二次污染等优点,因而非常适用于去除高浓度和低浓度甲醛.该方法的核心是催化剂的制备和筛选.近年来,用于甲醛催化燃烧的催化剂主要是负载型贵金属和金属氧化物.由于贵金属催化剂成本较高,所以金属氧化物催化剂备受关注.MnO2种类繁多,既包括人工合成的棒状、线状、管状、球状和孔状等形貌,还包括自然界存在的α,β,γ和δ等类型.其中,介孔MnO2因具有较大的比表面积和特殊的孔道而应用于乙醇、甲苯、苯等挥发性有机物的催化氧化反应.目前,尚未见三维(3D)有序介孔MnO2催化氧化甲醛的报道.本文以合成的3D有序介孔KIT-6分子筛为硬模板剂,采用纳米浇筑法制备出3D有序介孔MnO2材料.为了比较,采用水热法合成了α-MnO2和p-MnO2纳米棒.采用X射线粉末衍射、N2吸附-脱附、透射电子显微镜和X射线能谱(XPS)等方法对催化剂进行了表征.在微型固定床石英管反应器上评价了催化剂催化甲醛氧化活性,采用气相色谱(GC)联接热导检测器(TCD)和质谱检测器(MSD)检测产物和反应物的含量.表征结果表明,3D-MnO2复制了KIT-6硬模板的三维有序立方对称介孔结构(ia3d),且具有金红石型β-MnO2晶相,属软锰矿,具有较大的比表面积和双孔分布介孔结构,最大孔径分别位于3.7和11.4nm处.3D-MnO2样品具有清晰的孔道结构,而α-MnO2和p-MnO2纳米棒为无孔的一维纳米单晶材料.另外,3D-MnO2表面暴露了较多的(110)晶面,有利于增加表面Mn4+离子.XPS结果证实3D-MnO2表面存在较多的Mn4+离子,这些Mn4+离子为甲醛催化反应提供了丰富的活性位,有利于提高甲醛氧化活性.评价结果表明,3D-MnO2具有良好的低温催化性能,于130℃即可将甲醛完全转化成CO2和H2O;而在同样条件下,α-MnO2纳米棒和β-MnO2纳米棒分别在140和180℃才能完全转化甲醛.3D-MnO2具有良好的甲醛催化性能主要归因于特殊的介孔结构、较大的比表面积和较多的表面Mn4+离子.     

SBA-15介孔分子筛表面的磺酸基改性及其催化性能

 采用后合成方法，将含有巯基的化合物3－巯丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）键合在大孔径、厚孔壁的新型纯硅介孔分子筛SBA－15表面上，经氧化和酸化后得到含有强酸性的磺酸基团的固体酸催化剂SBA－15－SO3H．用X射线衍射、红外光谱、固体核磁共振及热失重等方法对改性前后的SBA－15样品进行了表征．结果表明，改性后SBA－15分子筛的结构未发生变化，MPTMS键合于分子筛的表面，改性后的分子筛具有质子酸中心．SBA－15－SO3H催化剂对十八碳烯酸与甲醇的酯化反应具有较高的活性，催化剂上的磺酸基团在反应过程中具有较好的稳定性．     

新型磺酸功能化离子液体理化性质的研究

合成了三类磺酸功能化离子液体,通过STA、DSC-TG、UV-Vis、运动粘度/密度计等手段考察了离子液体的热力学性质、酸度、粘度和密度等理化性质,发现离子液体阴阳离子的结构对这些理化性质有不同程度的影响,并对离子液体的结构与理化性质变化关系进行初步探讨.     

磺酸基团功能化的碳-硅介孔复合材料的制备及其在生物柴油绿色合成中的应用(英文)

利用化学浸渍法将蔗糖负载到 SBA-15 介孔材料孔道内部, 高温炭化形成的多聚苯环经发烟硫酸气相磺化处理后, 得到磺酸基团功能化的新型碳-硅介孔复合材料. 发烟硫酸气相磺化处理是该材料合成的关键步骤. X 射线衍射、扫描电镜和氮气吸附结果表明, 碳-硅介孔复合材料经磺酸化处理保持了高度有序的介孔结构. 热重、傅里叶变换的红外光谱及吡啶吸附红外光谱结果证明, 磺酸功能基团成功的嫁接于碳-硅介孔复合材料孔道的内表面, 反应活性中心为 Br?nsted 酸, 酸密度在 0.09~0.70 mmol/g 可以有效调变. 当碳负载量为 35% 时, 该复合材料在生物柴油的绿色合成中显示出最优的催化性能, 且可重复使用 3 次以上.     

磺酸功能化的离子液体型多金属氧酸盐的光色性能

发现磺酸功能化离子液体型多金属氧酸盐(IL-POM)具有可逆光色性质,并在紫外光激发下,详细考察了[PyPS]_nH_3-nPW₁₂(n=1,3)(PyPs:吡啶丙磺酸盐)、[PyPS]₄SiW₁₂、[TEAPS]₃PW₁₂(TEAPS:3-(三乙胺基)丙磺酸盐)等样品的光致变色行为。 结果表明,磺酸化的IL-POM是一类弱的电荷转移多金属氧酸盐,但在紫外光激发下有机阳离子和POM阴离子间可以发生电子相互作用,实现W⁶⁺→W⁵⁺的还原,并形成稳定的电荷转移复合物,导致样品显色。 钨磷酸盐的光色性大大强于钨硅酸盐,且空气中避光放置可以消色。 但样品容易疲劳,着色-褪色重复性不好。 对光色机理的研究显示,有机阳离子中的-SO₃H基团作为电子供体参与了变色过程。 揭示了磺酸基团的电子供体作用,为设计电荷转移多金属氧酸盐和POM基光色材料提供了新的思路。     

苯磺酸修饰的层柱磷酸锆的制备及催化应用

以共缩合方法制备了一系列苯磺酸修饰的层柱磷酸锆材料,利用N2吸附、Si核磁共振、红外光谱和热重分析等方法对其结构进行了表征. 将其应用于对苯二酚与叔丁醇烷基化反应中,结果发现催化剂合成时的投料比对其催化性能有较大的影响,催化剂ZrP-0.4-2-10%-PhSO3H的催化性能最佳,反应4 h对苯二酚的转化率为85.4%,2-叔丁基对苯二酚得率达到58.5%. 酸性表征结果显示,催化剂活性与其表面可接触酸性位的数目密切有关. 该催化剂还具有较好的重复利用性能,反应3次后产物得率仅下降10%. 催化剂失活是由于磺酸基团的脱落或活性位被积碳覆盖所引起.     

氨基磺酸催化合成氯乙酸正丁酯

氨基磺酸能够代替硫酸作为酯化催化剂。研究了以氨基磺酸为催化剂,氯乙酸与正丁醇合成氯乙酸正丁酯。研究了反应的影响因素和催化剂的重复使用性能。当氯乙酸、正丁醇和氨基磺酸的摩尔比为0.05:0.15:0.00773,回流分水90min时,酯收率达82.4%。并以氨基磺酸为催化剂合成了氯乙酸异丁酯、氯乙酸仲丁酯、氯乙酸正戊酯、氯乙酸异戊酯和氯乙酸2-戊酯。     

氨基磺酸催化合成丁二酸二丁酯

研究了氨基磺酸代替硫酸作为酯催化剂,由丁二酸与正丁醇合成丁二酸二丁酯的反应,考察了反应的影响因素及氨基磺酸的重复使用性能。丁二酸3．0g(250mmol),n(丁二酸)：n(正丁醇)：n(氨基磺酸)=1．00：8．00：0．31,回流分水60min,酯收率97．4％。另外,还催化合成了癸二酸二丁酯、己二酸二丁酯和马来酸二丁酯。     

侧链含有全氟磺酸的聚芳醚砜质子交换膜材料的制备及性能

利用含溴苯侧基的聚芳醚砜(PES-Br)和1,1,2,2-四氟-2-(1,1,2,2-四氟-2-碘乙氧基)乙烷磺酸钾(PSA-K)进行Ullman偶联反应, 制备了新型含全氟磺酸侧链的聚芳醚砜(PES-PSA), 全氟磺酸的引入量为50%. 在离子交换容量(IEC)为0.907 meq./g, 80 ℃, 相对湿度为100%时, PES-PSA质子传导率达到0.039 S/cm, 表现出较高的质子传导能力. 其较低的IEC值使膜材料表现出良好的热稳定性和尺寸稳定性.     

Promotion of oxidative desulfurization performance of model fuel by 3DOM Ce-doped HPW/TiO2 material

Phosphotungstic acid (HPW) supported on Ce-doped three-dimensional ordered macroporous (3DOM) TiO₂ catalysts are studied in catalytic oxidation desulfurization (ODS) of model oil. The structural and textural of as-synthesized catalysts are characterized by N₂ adsorption, XRD, Raman spectroscopy, SEM-EDS, TEM, FT-IR, XPS, UV–Vis and ICP. These results upheld the existence of periodically arranged macroporous structure of catalyst, with Keggin-type of HPW dispersed homogeneously on TiO₂ matrix. Among these 3DOM Ce-doped HPW/TiO₂ materials, catalyst with 15 wt.% cerium dosage exhibits best ODS performance, which oxidized 99.8% of dibenzothiophene (DBT) into corresponding sulfone within 40 min. The excellent ODS performance of 3DOM Ce-doped HPW/TiO₂ catalyst is related to the common influence of more oxygen vacancies produced by electron transformation between Ce³⁺ and Ce⁴⁺. The chemisorbed oxygen on the surface catalyst will facilitate the selective oxidation of sulfides to sulfones. Moreover, the 3DOM structure of catalyst will further promote the mass transfer of reactants and products on the pore channel. The as-prepared catalyst shows excellent reusability in the ODS system, no obviously decrease in catalytic activity even after 6 runs.