多形貌中空介孔SiO2的可控合成及复合物对Cu2+的吸附还原

以间苯二酚/甲醛(RF)树脂为软模板, 正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为制孔剂, 采用一锅溶胶-凝胶法制备了多形貌中空介孔二氧化硅微球(HMSM). 通过改变甲醛用量调控软模板RF树脂的结构, 可以获得一系列不同形貌及结构的HMSM, 随着甲醛用量的增加, HMSM结构表现为单层壳空心球、 蛋黄壳空心球、 双层壳空心球等结构. 其中具有蛋黄壳空心球结构的HMSM比表面积可达691 m ²/g, 孔体积达2.23 cm ³/g, 孔径均匀(3.5 nm). 以硝酸铈铵为引发剂, 在具有蛋黄壳空心球结构的HMSM中引发丙烯腈自由基聚合, 并将支链聚丙烯腈上的氰基偕胺肟化, 制得HMSM接枝聚偕胺肟(HMSM-g-PAO). 以100 mg/L的CuCl₂溶液为目标溶液, 在pH=4.0时测试合成的HMSM-g-PAO对Cu ²⁺的吸附效果, 发现吸附平衡时Cu ²⁺吸附量达134 mg/g.     

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.     

HCl对有序介孔氧化硅结构与形貌的影响

以三嵌段共聚物P123为有机模板导向剂、正硅酸乙酯TEOS为无机硅源, 在HCl存在的强酸性环境下, 采用水热法合成了有序介孔分子筛SBA-15. 采用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等手段对产物的结构与形貌进行了分析, 考察了HCl用量对有序介孔材料结构及形貌的影响. 结果表明, 在合成有序介孔氧化硅时, HCl发挥了催化和中间离子的双重作用, 促使棒状胶束形成六方有序排列, 降低SBA-15中微孔的数量, 而且对合成有序介孔氧化硅SBA-15的形貌有显著影响. 适宜的HCl用量对形成“珍珠链状”形貌的、热稳定性优良的SBA-15介孔材料具有重要作用.     

合成条件对径向有序介孔二氧化硅中空亚微米球的形貌和结构的影响

本文以硬模板与软模板结合的双模板方法(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为介孔模板,聚苯乙烯(PS)球为中空模板),通过自组装制备出有良好分离性和单分散性且具有径向介孔的二氧化硅中空亚微米球.研究表明CTAB、TEOS的用量,催化剂的种类对二氧化硅中空亚微米球的形貌、壁厚、产品纯度等都有很大的影响.在保持其它实验条件不变的情况下,通过分别单独调节CTAB和TEOS的用量或同时调节CTAB和TEOS的用量,得出最佳原料配比是:TEOS/CTAB/NH3/乙醇/水的摩尔比是1:0.27:9.8:304:2955,TEOS/聚苯乙烯球的质量比是4/1.催化剂的种类对中空亚微米球的形貌也有较大影响,当NaOH(浓度为1 mol/L)的用量为0.05—0.10 mL时,生成由小粒子聚集而成的亚微米球;随着NaOH用量增大到0.10—0.20 mL,小粒子逐渐粘合在一起,亚微米球表面逐渐变光滑;进一步增大NaOH用量为0.20—0.30 mL则导致杂质小粒子的出现.在实验结果和文献报道的基础上,讨论并提出了径向有序介孔二氧化硅中空亚微米球的形成机理.     

聚合物基模板制备中空介孔材料

中空介孔材料,尤其是硅基和碳基中空介孔材料,由于其孔道结构丰富、孔径可调、高比表面积、可容纳客体分子、良好的热稳定性和化学稳定性等特点已被广泛应用于催化、能量储存等众多领域。模板法是目前为止制备中空介孔结构最有效的方法之一,其最大特点是可以通过对模板的调控来实现对中空介孔结构的控制。聚合物基模板种类繁多,主要包括嵌段共聚物、聚合物乳胶粒、天然/合成生物大分子及复杂结构高分子等;与传统的表面活性剂/无机氧化物模板相比,其自组装形态更加丰富,结构更易进行功能化修饰。同时,以聚合物为模板的合成反应条件更加温和可控,更有利于合成形态各异、功能丰富的中空介孔材料。本文综述了近年来不同聚合物基模板合成中空介孔材料的研究进展,并着重介绍了贵金属粒子负载的中空介孔材料在催化载体领域的应用;同时,指出了当前阻碍中空介孔材料发展的问题,并对其在催化领域的应用前景进行了展望。     

阳离子与非离子混合表面活性剂模板合成介孔SiO2

利用各种两亲分子有序组合体构成超分子模板,合成从介观到宏观尺度不同形态的无机材料成为材料科学新崛起的研究方向[1].介孔SiO2在催化、吸附、分离介质及化学传感器等方面有广阔的应用前景.     

以阴离子手性模板合成螺旋形貌的介孔分子筛

本文首次以具有手性的药物分子布洛芬(Ibuprfen, 2-(4-异丁基苯基)丙酸)为模板剂, 以3-氨丙基-3-乙氧基硅烷为共模板剂, 合成了具有新颖螺旋形貌的介孔分子筛, 并用XRD, FTIR, TEM 和SEM对其结构进行了表征.     

中空介孔硅铝球形分子筛的制备及催化裂解性能

利用沸石前驱体溶液和介孔硅球(MSS)为原料, 通过水热法成功制备了具有中强酸性介孔壳的中空介孔硅铝球形分子筛(HMAS)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N₂-吸脱附、²⁷Al核磁共振(²⁷Al NMR)及NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)对材料的结构和性能进行了表征。研究结果表明, 在MSS的中空过程中伴随有物质再分配和介孔结构的逐渐演变。MSS介孔孔道中的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分子, 一方面保护MSS免遭强碱性沸石前驱体溶液的溶蚀, 另一方面作为形成HMAS介孔壳层的模板剂。在此CTAB分子的作用下, 沸石前驱体结构单元被引入到HMAS的介孔球壳上。所得材料具有介孔结构和中强酸性, 在催化裂解1, 3, 5-三异丙苯反应中表现出优异的催化性能。     

中空介孔硅铝球形分子筛的制备及催化裂解性能

利用沸石前驱体溶液和介孔硅球(MSS)为原料,通过水热法成功制备了具有中强酸性介孔壳的中空介孔硅铝球形分子筛(HMAS)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2-吸脱附、27Al核磁共振(27Al NMR)及NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对材料的结构和性能进行了表征。研究结果表明,在MSS的中空过程中伴随有物质再分配和介孔结构的逐渐演变。MSS介孔孔道中的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分子,一方面保护MSS免遭强碱性沸石前驱体溶液的溶蚀,另一方面作为形成HMAS介孔壳层的模板剂。在此CTAB分子的作用下,沸石前驱体结构单元被引入到HMAS的介孔球壳上。所得材料具有介孔结构和中强酸性,在催化裂解1,3,5-三异丙苯反应中表现出优异的催化性能。     

阴离子表面活性剂为模板合成双重介孔结构二氧化硅

本文报道以阴离子表面活性剂十二烷基肌氨酸钠为模板,合成具有层状结构和蠕虫状介观结构的双重介孔二氧化硅颗粒．这些颗粒的尺度在300～50011111,氮气吸附表明其比表面为536m^2/g,孔体积为0．83cm^3／g,具有3nm和12nm的双重介孔分布．层状结构形成可归因于表面活性剂形成的层状液晶相模板,而无序蠕虫相是由表面活性剂柱状液晶相模板诱导形成的．层状液晶相的产生可归因于部分质子化的羧酸表面活性剂诱导的柱状相到层状相的转化．     

自模板法制备介孔空心无机微/纳米结构

与传统的软、 硬模板法相比, 近期发展的自模板法具有反应步骤少和无需额外模板等众多优点, 同时, 介孔空心无机微/纳米结构在催化、 能源和医药等领域的巨大应用前景也使其制备方法备受关注. 本文根据不同的反应机理, 从Ostwald熟化、 表面保护刻蚀、 柯肯达尔效应和电偶置换反应4个方面分别综述了自模板法的最新研究进展和应用现状, 并展望了自模板法的研究与应用前景.     

利用新型模板剂合成中孔分子筛催化剂的研究

利用新型模板剂合成中孔分子筛催化剂的研究张小明张兆荣索继栓１）李树本（中国科学院兰州化学物理研究所精细石油化工中间体国家工程研究中心兰州７３００００）关键词新型模板剂中孔分子筛水热合成分类号Ｏ６４３．３２９０年代以来，中孔分子筛的合成与应用研究已经成...     

Ag/mSiO2空心微球的制备及SERS标记性能

以聚苯乙烯微球为模板, 经过原位还原和种子生长过程在聚苯乙烯微球表面包覆银(Ag)纳米粒子; 以正硅酸乙酯为硅源, 在十六烷基三甲基溴化铵的导向下实现介孔二氧化硅(mSiO₂)可控包覆, 去除模板得到Ag/mSiO₂空心微球. 透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附分析结果表明, SiO₂壳层厚度约为20 nm, 介孔孔径为2.1 nm, 孔道分布均匀. 进一步利用虹吸作用使对巯基苯胺(4-ATP)分子进入微球内与Ag粒子结合, 构建表面增强拉曼散射(SERS)标记材料. SERS测试结果表明, 该标记材料检测限达到10^-7 mol/L, SERS增强因子达到3.7×10⁵.     

介孔SiO2/Fe3O4中空磁性微球的漆酶固定化

以介孔SiO2/Fe3O4磁性中空微球作为载体,采用物理吸附法对漆酶进行固定化,考察了时间、温度和pH值对漆酶固定化效果的影响,并对固定漆酶的活性及稳定性进行了研究.结果表明,介孔SiO2/Fe3O4磁性中空微球吸附漆酶分子后,介孔材料的比表面积与孔体积均减小.在3 h时复合微球对漆酶的吸附达到平衡,复合微球中介孔SiO2对漆酶的有效固定量为689 mg/g,大大高于纯介孔材料MCM-41的漆酶固定量(319 mg/g).在pH=3～6的条件下,复合微球中固定漆酶仍保持70%以上的相对酶活.当温度不高于60℃时,固定漆酶的相对酶活仍保持65%以上.固定漆酶的pH稳定性和热稳定性都明显优于游离漆酶,固定漆酶的米氏常数为1.05 mmol/L,与游离漆酶相比,固定漆酶与底物的亲和力有所降低.当2,4-二氯苯酚的浓度为10 mg/L时,固定漆酶对其去除率在6 h时达到81.6%,表现出很好的催化活性.     

有序介孔TiO2的合成及光解水产氢应用

二氧化钛(TiO₂)材料由于其低成本、 天然丰度高、 对环境友好、 具有良好的化学稳定性和优异的光学性能越来越受到关注. 其中, 有序介孔TiO₂材料因其高比表面积、 大的孔体积、 可调的孔结构和形态, 在物理、 化学和材料科学等方面得到广泛应用. 本文总结了通过合理控制钛前体水解和交联速率合成有序介孔TiO₂材料的重要进展, 同时讨论了其在光催化分解水产氢方面的应用, 并对该领域的发展趋势和所面临的挑战提出了展望.     

单分散核-壳结构介孔二氧化硅微球的合成

在酸性条件下, 采用非离子表面活性剂嵌段共聚物为模板剂, 季铵盐阳离子表面活性剂为共导向剂, 在预先合成的尺寸均一的单分散实心氧化硅微球表面包裹了有序介孔氧化硅层, 进一步通过高温水热处理, 获得了具有良好分散性和均匀尺寸的介孔壳层(孔径7 nm)氧化硅微球(~500 nm). 氧化硅微球外部包裹的介孔壳层具有较大的比表面积(188 m2/g)和孔容(0.23 cm3/g).     

模板技术制备单块介孔分子筛

模板技术与溶胶 -凝胶过程结合是合成介孔分子筛的有效方法 .模板通常采用表面活性剂在一定条件下自组装形成超分子结构 ,在不同条件下 ,此超分子结构具有不同聚集形态 ,合成出的介孔分子筛也具有不同的孔道排列方式 [1～ 4 ] .溶胶 -凝胶过程是通过硅源体的水解缩合并缓慢蒸发除去溶剂实现的 .此过程及产物受体系的 p H值影响很大 .在碱性体系中制备的介孔材料通常为粉末状 ,不利于实际应用 ,因此人们更加重视合成具有规则外形的介孔材料[5] .目前报道大多是在酸性体系中制备不同形状的介孔材料 [6～ 12 ] .有关合成单块介孔分子筛的报道…     

空腔型纳米炭的制备与应用

空腔型纳米炭具有低密度、高表面积/体积比、较大的内部空间及可调的炭壳厚度和孔隙结构等特性,在新材料和新能源等相关领域展现出巨大的应用潜力,成为目前多孔炭材料研究的重要分支.本文讨论了空腔型纳米炭的制备方法及其形貌结构的调控思路,分析了不同方法的优缺点;综合评述了其在能源存储、催化转化、吸附分离和生物医药领域的应用进展,并对现存问题及发展趋势进行了总结与展望.     

一种制备单分散SiO2空心微球的新方法

在乙醇/氨水介质中, 分别以分散聚合和无皂乳液聚合方法制得的不同粒径聚苯乙烯(PS)微球为模板, 以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体, 通过控制介质中氨水的初始体积, 一步法制得了不同粒径的单分散SiO2空心微球. 整个过程无需添加其它溶剂溶解或高温煅烧的方法来除去模板微球. 对SiO2空心微球进行测试表征, 提出了SiO2空心微球的可能形成机制.