介孔SiO2的改性及对诺维信漆酶的交联固定化

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,四乙氧基硅烷(正硅酸乙酯,TEOS)为硅源,硝酸为催化剂来制备介孔SiO2,并采用后嫁接法对介孔SiO2进行氨基化改性。利用红外光谱(IR),X射线粉末衍射(XRD),差热-热重分析(DTA-TG),扫描电镜(SEM),元素分析,微电泳法及N2吸附-脱附方法对改性前后的产物进行表征。结果表明氨基已成功嫁接到介孔SiO2孔道中,改性后的介孔SiO2有序度有所下降,但仍为介孔材料;改性之后介孔材料的孔径、比表面积、孔体积均变小。等电点由原来的2.74变为4.75。本文还以氨基修饰的介孔SiO2为载体,通过交联剂戊二醛固定诺维信(Novozymes)工业级漆酶,并采用正交设计法对固定化条件进行了优化。研究表明漆酶经固定化后,其操作稳定性比游离酶高。     

介孔C/SiO2粉体的制备及对阳离子型染料的吸附

采用吸附法处理染料废水需要合适的吸附剂。利用溶剂蒸发自组装法,以甲阶酚醛树脂为碳源、介孔SiO2粉体为载体制备介孔C/SiO2粉体,表征所制C/SiO2粉体的结构,研究C/SiO2粉体对阳离子型染料亚甲基蓝和阳离子红X-GRL的吸附性能,并与相同条件下制备的非负载的多孔C粉体以及介孔SiO2载体进行比较。结果表明,介孔C/SiO2粉体的孔窗口为11~18 nm,比表面积为303 m2.g-1,比孔容为1.11 cm3.g-1;C/SiO2粉体对这两种染料吸附量均高于C粉体和SiO2载体;在pH≤10的范围内,吸附量随pH值增大而显著提高。     

四乙烯五胺修饰介孔硅胶吸附CO2性能的研究

采用浸渍法将四乙烯五胺(TEPA)负载到介孔硅胶(SG)上,制备了一系列胺功能化的CO₂吸附材料(TEPA-SG).利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和N₂吸脱附等分析方法对样品进行了表征,并在固定床反应器中考察了TEPA负载量、吸附温度对CO₂吸附性能的影响,同时通过添加不同质量分数的聚乙二醇(PEG)考察了羟基对吸附性能及再生性能的促进作用.结果表明,当TEPA负载量为40%(质量分数)、吸附温度为70 ℃时,TEPA-SG的吸附量高达2.21 mmol/g;PEG的加入改变了氨基与CO₂的相互作用机理,当TEPA与PEG的质量比为3:1,总负载量为40%时,CO₂的吸附量为2.70 mmol/g,且经过10次吸脱附循环实验后,CO₂吸附量仍保持在2.66 mmol/g,表现出较好的循环稳定性.Clausius-Clapeyron方程计算得该过程的等量吸附热为30~40 kJ/mol,且随吸附量的增大等量吸附热逐渐减小,表明TEPA30/PEG10-SG吸附剂表面存在能量不均匀性.     

大尺寸SiO2大孔材料固定化漆酶

以表面固定Cu2+的改性大尺寸SiO2大孔材料作为载体,考察了时间、pH和给酶量对漆酶固定化效果的影响,并对固定化漆酶的活性和稳定性进行了研究。结果表明:5 h时吸附达到平衡,pH为4.5、漆酶与载体比例为5 mg·g-1时固定化效果最好,酶活回收率可达到100.4%;固定化漆酶的最适pH和最适温度较游离漆酶的均有升高且范围变宽,固定化后,漆酶的pH稳定性和热稳定性都得到显著提高;固定化漆酶的K m值略高于游离漆酶的;固定化漆酶具有良好的操作稳定性,与底物反应反复操作10批次后剩余酶活为72.7%。     

复合模板制备介孔SiO2及对苯酚吸附研究

介孔SiO2是一种轻质纳米非晶固体材料,因具有比表面积大、密度小等特性,而被用作催化剂载体、高效绝热材料、气体过滤材料和高档填料等,尤其是单分散介孔SiO2在高科技领域和科学研究中有着非常重要的作用[1].目前制备介孔SiO2的方法很多,气相法、化学腐蚀法、沉淀法、微乳法、溶胶-凝胶法和水热法等[2-4].与传统的方法相比,水热法具有实验装置简单、操作容易、粒径可控、粒子分散性好等特点,是制备单分散介孔SiO2 的有效方法之一,而被广泛应用[5-7].     

NPE在有序介孔炭上的吸附行为研究

采用有序介孔硅为硬模板制备了具有不同孔径的有序介孔炭(OMCs). 氮气吸附测试表明, 有序介孔炭具有丰富的介孔表面和集中的介孔分布. 以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)为探针分子, 研究了大分子酚类在有序介孔炭上的吸附行为. 吸附研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足Langmuir吸附模型. 孔结构分析表明, 大于1.5 nm的孔的表面积是决定NPE吸附量的关键因素, 而有序介孔炭的最可几孔径决定吸附速率的大小. 与吸附量相比, 吸附速率更容易受环境温度的影响. 动力学研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足准二级动力学方程.     

吸附法制备CuO-Ag/SiO2纳米复合物

利用吸附法原位制备CuO/SiO2、CuO-Ag/SiO2纳米复合物,研究了不同吸附质体系中预负载的纳米Ag粒子对CuO的影响。结果表明:Ag粒子对CuO的影响因吸附质的不同而不同。以Cu(Ac)2为吸附质,纳米Ag几乎没有影响;以NaOH为吸附质,纳米Ag使得CuO的晶粒粒径增大。这一结果与铜物种对Ag晶粒粒径的影响规律完全不同。通过比较不同吸附质的吸附行为,Cu(OH)2与硅胶表面的相互作用被认为是导致这一现象的原因。     

Al2O3掺杂的80TiO2·20SiO2介孔光催化剂的合成与表征

以钛酸异丙酯[Ti(OCHMe2)4],正硅酸四乙酯[Si(OEt)4],无水三氯化铝(AlCl3)为无机氧化物前驱体,无水乙醇为溶剂,非离子型三嵌段聚氧烯烃共聚物表面活性剂(P123)为模板剂,采用溶胶-凝胶法成功地合成了Al2O3掺杂的80TiO2.20SiO2介孔材料(1),其结构经UV和XRD表征。研究结果表明,1的介观结构具有良好的有序度;1骨架内的Al2O3为无定形;Al原子未进入锐钛矿晶格内。1对光的吸收主要在紫外区,带隙能2.95 eV～2.97 eV,且低于80TiO2.20SiO2的带隙能(3.22 eV)。在紫外光照射下,1分解H2S气体的活性得到了显著提高,且最高活性是80TiO2.20SiO2的3倍以上。     

NPE在有序介孔炭上的吸附行为研究

采用有序介孔硅为硬模板制备了具有不同孔径的有序介孔炭(OMCs). 氮气吸附测试表明, 有序介孔炭具有丰富的介孔表面和集中的介孔分布. 以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)为探针分子, 研究了大分子酚类在有序介孔炭上的吸附行为. 吸附研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足Langmuir吸附模型. 孔结构分析表明, 大于1.5 nm的孔的表面积是决定NPE吸附量的关键因素, 而有序介孔炭的最可几孔径决定吸附速率的大小. 与吸附量相比, 吸附速率更容易受环境温度的影响. 动力学研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足准二级动力学方程.     

SiO2介孔薄膜修饰的红外表面等离子体共振传感器在波长测量模式下的特性研究

分别利用射频溅射法和溶胶-凝胶模板法,在玻璃基板上制备45nm厚的金膜和45 nm厚的SiO2介孔薄膜,用作表面等离子体共振(SPR)芯片,然后基于Kretschmann结构和共振波长测量模式构建了近红外SPR传感器.实验表明,在宽带平行光入射条件下,随着入射角度(θ)的减小,共振波长(λR)红移,折射率灵敏度(S=ΔλR/n)迅速提高.在θ=8°时测得的折射率灵敏度为24241 nm/RIU,是θ=15°所对应的灵敏度(2524.2 nm/RIU)的9.6倍.与常规的裸金SPR传感器相比,在相同的共振波长下,SiO2介孔薄膜修饰层使得SPR共振吸收峰明显变窄,光谱分辨率升高.低浓度溶菌酶水溶液在θ=10°时测得的SPR近红外共振波长随溶菌酶浓度增大而线性红移,其斜率为ΔλR/C=1.5×107nm· L/mol,即溶菌酶浓度增加6.67×10-8 mol/L能够导致共振波长红移1nm.1×10-7 mol/L Cu2+溶液可使SPR共振波长红移3nm.     

超疏水有机-无机杂化硅基介孔分子筛对苯丙氨酸的吸附研究

为了提高中性氨基酸在硅基介孔分子筛上的吸附量, 采用中性氨基酸苯丙氨酸(Phe)为模型吸附质, 考察Phe在一种新型的通过非模板剂途径制备的有机-无机杂化硅基介孔分子筛上的吸附情况. 利用该分子筛超疏水表面、大的比表面积和孔容以及特殊的疏水区域, Phe达到了非常突出的吸附效果. 通过优化溶剂组成, 发现当溶剂为等体积比的甲醇和水的混合溶液时, Phe在此分子筛上的最大吸附量达到0.827 mmol/L, 远高于同等条件下Phe在常规法制备的甲基化硅基介孔分子筛上的吸附量0.122 mmol/L. 对Phe在该分子筛上的吸附机制进行了简要阐述.     

介孔二氧化硅纳米球对水中Mo(VI)的吸附研究

本研究制备了介孔二氧化硅纳米球(MSN),并用之吸附脱除水中的Mo(VI)。应用扫描电镜、介孔分析仪、红外光谱等对MSN进行了表征。考察了pH、吸附时间、MSN投加量和温度对水中Mo(VI)脱除率的影响,并在单因素试验基础上通过正交试验法确定了Mo(VI)的最佳脱除条件：pH=3,MSN投加量为 8.5g/L,吸附时间为36h。在优化吸附试验条件下MSN对加标水中Mo(VI)的脱除率为93.6% ~ 97.3%。     

不同酸对介孔二氧化硅球表面形貌和介相结构的影响

在室温、不同酸性条件下合成出微米级球形介孔二氧化硅材料，通过XRD、SEM以及氮气吸附等手段对介孔二氧化硅材料进行了表征。用TEM跟踪不同反应时间介孔二氧化硅球的形成，对这些球颗粒的合成机理进行了讨论，同时探讨了不同酸性条件下介孔二氧化硅表面形貌和介相结构的变化。     

阳离子型聚氨酯-脲-胺在二氧化硅水溶胶听吸咐行为

研究了水溶性阳离子聚氨酯-脲-胺乙酸盐在球形、单分散的纳米二氧化硅水分 散注保的吸附行为。PUUA分子链在烯溶液中呈较舒展的构象，分子尺寸小于纳米氧 化硅的粒径。PUUA通过van der Waals作用力和氢键吸附在氧化硅表面。在稳喧吸 附后，等温吸附线呈线性上升，且没有极限值。吸附量随纳米氧化硅粒径的增大、 胶粒表面电荷的减少和电解质乙酸钢加入量的变化均以相同的斜率线性下降。 PUUA分子量增加，吸附量增加，且分子量大的PUUA优先吸附于氧化硅胶粒表面，静 电吸引是PUUA吸附至氧化硅溶胶粒表面的主要作用力。PUUA在氧化硅胶粒上的吸咐 使体系表现粘度下降，敏化作用使体系呈假塑性，而保护作用使体系呈胀流型。     

Polymer and Mesoporous Silica Microspheres with Chiral Nematic Order from Cellulose Nanocrystals

Polymer microspheres with chiral nematic order were obtained from an emulsion polymerization technique using cellulose nanocrystals (CNCs) as the template. The growth of the liquid crystals from tiny tactoids to droplets with spherical symmetry was captured and investigated by both optical and electron microscopy for the first time. The size of the microspheres could be tuned between tens and hundreds of micrometers; to obtain single, integrated chiral nematic kernels, the size of water droplets in the emulsion should be similar to that of CNC tactoids. Through a double‐matrix templating method, novel silica microspheres with chiral nematic order were fabricated, which showed a high surface area and mesoporosity. The methods developed here may help to reveal the evolution of other self‐assembling systems, and these materials have potential applications in optical devices and chiral separations.     

模板法合成六方介孔SiO2

模板法合成六方介孔SiO2;六方结构;低聚表面活性剂     

疏水介孔二氧化硅膜的制备与表征

用甲基三乙氧基硅烷(MTES)代替部分正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体，以聚乙烯醚-聚丙烯醚-聚乙烯醚三嵌段共聚物(P123)作有机模板剂，通过共水解缩聚反应制备了甲基修饰的介孔SiO₂膜。利用N₂吸附、FTIR、²⁹Si MAS NMR以及接触角测量仪对膜的孔结构和疏水性进行了表征。结果表明，修饰后的膜材料具有良好的介孔结构，最可几孔径为4.65 nm，孔体积为0.69 cm³·g^-1，比表面积为938.4 m²·g^-1；同时疏水性明显提高，当n_MTES/n_TEOS达到1.0时，其对水的接触角达到109°± 1.1°。气体渗透实验表明气体通过膜孔的扩散由努森机制所控制。     

Equilibrium and Kinetic Study of l- and d-Valine Adsorption in Supramolecular-Templated Chiral Mesoporous Materials

Adsorption kinetic studies are conducted to investigate the potential to use chiral mesoporous materials nanoporous guanosine monophosphate material-1 (NGM-1) and nanoporous folic acid material-1 (NFM-1) for the enantiomeric separation of l- and d-valine. A pseudo-second-order (PSO) kinetic model is applied to test the experimental adsorption equilibrium isotherms, according to both the Langmuir and Freundlich models and the characteristic parameters for each model are determined. The calcined versions of both NGM-1 and NFM-1 fit the Langmuir model with maximum sorption capacities of 0.36 and 0.26 g/g for the preferred adsorption enantiomers, d-valine and l-valine, respectively. Experimental results and the analysis of adsorption models suggest a strong adsorbate–adsorbent interaction, and the formation of a monolayer of tightly packed amino acid on the internal mesopore surface for the preferred enantiomers.