介孔二氧化硅的形貌控制:螺旋纳米纤维,纳米介孔球和多级结构空心球

报道了不同形貌(包括螺旋纳米纤维、纳米球和多级结构空心球)的介孔二氧化硅的合成和表征.以阳离子表面活性剂十六烷基三甲级溴化铵为模板,在两相体系中合成了螺旋纳米介孔纤维.这类螺旋纳米纤维中的六方排列介孔孔道围绕纤维轴向呈螺旋状盘绕,同时,纤维整体也可进一步盘绕出更高一级的螺旋结构.以N-酰基氨基酸阴离子表面活性剂为模板,合成了具有中心辐射孔道结构的单分散二氧化硅纳米球,球的尺度可以通过合成体系的酸度调节.还以一种简单的乳液模板方法合成了同时具有蠕虫介孔球壳和层状结构芽式结构的空心球,并讨论其形成机理.     

简述聚电解质-表面活性剂复合物为模板合成多级孔结构材料

采用以聚电解质/表面活性剂复合物介晶为模板引导无机硅源前驱体组装的方法,首次合成了具有多级孔结构的介孔二氧化硅SBA-1的单晶颗粒。改变合成条件可调变多级孔结构介孔二氧化硅的形貌及结构,由此合成了一系列具有多级孔结构的介孔二氧化硅样品,并通过直接掺杂法合成了多级结构的介孔杂原子分子筛,并将其应用在催化反应中。将此方法应用于介孔沸石的合成中,成功合成了介孔沸石Silicalite-1。结果表明,聚电解质/表面活性剂为动态模板制备的多级孔结构材料具有单晶体的特征,同时还具有二次孔,有利于物质传输以及物料扩散。与单一孔道的介孔及沸石材料相比,具有多级孔结构的材料在催化、吸附等应用中均表现出优越的性能。     

分级结构介孔-大孔材料及其实际应用

介绍了具有分级结构的大孔-介孔材料的合成方法(包括双模板法、单一表面活性剂/无模板剂一步合成法和生物模板法)及其实际应用。分级结构的介孔-大孔材料具有内部相互连通的孔道结构,与具有单一孔径的材料相比,分级孔结构的材料不但更有利于反应物分子的扩散,还能保持大比表面积和一定的孔道尺寸,因此在水中污染物的吸附分离、催化剂和催化剂载体、太阳能转化利用、电化学催化及药物的传输和缓释等方面具有广泛的应用。     

强酸性介质中用三嵌段共聚物模板合成介孔硅基分子筛Ⅰ.样品的表征及共溶剂、共表面活性剂对样品颗粒外貌的影响

以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)为模板剂，正硅酸乙酯为硅源，在强酸性介质中合成了一种孔径8.5nm、孔体积1.4cm^3/g的大孔径、二维六方对称结构的介孔硅基分子筛。采用SEM表征手段考察了共溶剂或共表面活性剂对介孔材料颗粒外貌的影响。结果表明，加入共溶剂N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或共表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)有利于介孔分子筛颗粒外貌向界面曲率增大的方向转变。并从介孔分子筛合成机理的角度对实验结果进行了详细的阐述。     

二嵌段共聚物合成介孔结构二氧化硅材料

在酸性合成体系中,利用非离子型聚乙烯醚-聚丙烯醚二嵌段共聚物(PEO-PPO)作为模板剂,制备了介孔SiO2材料.采用X射线衍射、N2吸附、扫描电镜、透射电镜等手段表征合成材料的孔结构和孔性能.由共聚物的PEO和PPO链长度比来控制合成的SiO2的孔径大小,可以从微孔到介孔尺寸范围调变,但孔结构均由蠕虫状孔道组成;同时考察了合成条件的影响.结果表明,合成产物的孔大小随着合成体系中阳离子表面活性剂CTAB添加量的增加而增大.     

表面活性剂在介孔分子筛合成中的应用

介绍了在介孔分子筛合成中表面活性剂与无机物前驱体的三个作用机理,综述了用表面活性剂作模板 剂在介孔材料合成中的应用,并对今后的研究方向作了展望。     

非硅介孔金属氧化物材料的软模板合成方法

介绍了合成介孔材料的软模板法。综述了利用该技术通过不同表面活性剂合成氧化钛、氧化锆及其他非硅介孔金属氧化物及其复合物的方法。     

阴阳离子表面活性剂混合模板剂合成介孔MCM-48分子筛

采用溶胶-凝胶法,以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系为模板剂,在较大幅度降低模板剂用量(模板剂与硅源的摩尔比从0.55降至0.177)的条件下,合成了高度有序的介孔MCM-48分子筛。为提高分子筛合成的重复性,对影响介孔MCM-48分子筛合成的因素,如水与硅的摩尔比(简称水硅比)、晶化时间及混合模板剂中SDS与CTAB的摩尔比进行了考察。实验结果表明,最佳合成配方中水硅比为62,反应条件为373 K下晶化72 h,混合模板剂中SDS与CTAB的摩尔比为0.164;在此条件下合成的介孔MCM-48分子筛的孔径为2.72 nm,比表面积为861.8 m2/g。     

以N-肉豆蔻酰丙氨酸为模板剂合成介孔氧化硅空心球

以阴离子表面活性剂C14-L-Ala为介孔模板,利用乳液法合成了球壳具有蠕虫状介孔结构的二氧化硅空心球(MSHS-C14-A).通过XRD、SEM、TEM和N2吸附等手段,对不同静置时间和pH值条件下生成的介孔中空球进行了表征.结果表明,随着静置时间的延长(0～3 h).逐渐形成空心球颗粒.空心球的表面逐渐变光滑;随溶液pH值的降低(pH为10.8～7.3)其形貌从空心球转变为棒状.TEOS乳滴的形成及其水解缩聚速度的控制是形成介孔空心球的关键,并初步讨论了MSHS-C14-A的合成机理.     

介孔/大孔复合孔结构硅胶整体柱的制备与孔径控制

使用正硅酸甲酯/聚乙二醇/三嵌段共聚物/盐酸双模板体系制备了具有贯通的双连续大孔、骨架由六方有序介孔组成的介孔/大孔复合孔结构硅胶整体柱材料,考察了对产物双孔分布的调控方法。通过 N_2吸附、压汞法、X 射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜表征发现,随模板剂聚乙二醇和三嵌段共聚物加入量的增加,产物的大孔孔径逐渐减小(平均孔径由5.1μm减小至0.1μm),且三嵌段共聚物加入量的变化对产物介孔结构的有序性有重要影响;通过选择具有不同聚氧丙烯链长的三嵌段共聚物作为模板剂,能有效控制产物的有序介孔孔道大小,平均孔径在3.4～5.1 nm 内变化。     

离子表面活性剂作为共模板合成性能优异的介孔钛硅分子筛

Ti-containing mesoporous silica materials(Ti-MSs) with isolated tetrahedrally coordinated Ti species have been widely applied in bulk molecular catalysis. Herein, Ti-MSs were synthesized using anionic surfactant SDS as the co-template. The SDS molecular assembled structures can interact with silica species through the interface hydrogen bonds leading to the formation of mesoporous silica structure with compact Ti-O bonds, lower hydrophilicity and low template cost. The influence of adding SDS as the co-template on the oxidation of styrene with aqueous H_2O_2 as the oxidant was investigated. Ti-MSs using SDS as the co-template showed better catalytic performance as compared with mesoporous titanium silicate synthesized with CTAB serving as the sole template. Moreover, the Ti-MSs synthesized at a Ti/Si ratio of 0.005 demonstrated an optimized performance for styrene oxidation with styrene conversion improved by 14.8%, benzaldehyde selectivity improved by 13.7% and styrene oxide selectivity improved by 9.2% when the reaction time was 6 h.     

长程有序Ti-MCM-41的合成、表征与催化氧化性能

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（C16TMABr）与中性模板剂长链伯胺（CnNH2n＋a）的混合物作为模板剂，通过带正电的表面活性剂胶束（S^＋）和带负电的硅物种（I^-）之间的静电作用（即静电“S^＋I^-”组装途径）合成了具有长程有序结构的Ti—MCM-41。CnNH2n＋3的介入会影响C16TMABr胶团或液晶相的结构，可优化Ti—MCM-41的有序结构。合成凝胶中Ti与Si的摩尔比（VTi／vSi）、脂肪胺分子中碳原子数n（脂肪胺链长度）对中孔Ti—MCM-41骨架有序结构的形成有显著影响，只有在vTi／vSi〈0．03、n〈18范围内，才能够合成长程有序结构的Ti—MCM-41。在骨架Ti含量相近的情况下，采用混合模板法合成的Ti—MCM-41对于苯乙烯和环十二烯的催化氧化性能均优于单一表面活性剂模板法（分别采用静电“S^＋I^-和“S^＋X^-I^-”组装途径合成）合成的Ti—MCM-41。     

含介孔结构Y型分子筛的制备及其在催化裂化反应中的应用

釆用水热法分别以三嵌段聚合物（F127）和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂制备含有介孔结构的Y型分子筛,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、N2吸附-脱附和氨气程序升温脱附等技术对分子筛进行表征。以水热处理后的超稳Y（USY）分子筛为原料合成催化剂,考察多级孔结构Y型分子筛对轻柴油催化裂化性能的影响。X射线衍射和扫描电镜结果表明,合成过程中模板剂的加入对Y型分子筛的结构和形貌没有影响。N2吸附-脱附和酸性分析结果表明,模板法合成的USY分子筛较常规USY分子筛的介孔孔体积和总酸量增大。由于孔道结构和酸性的双重影响,模板法合成催化剂的催化裂化性能高于常规方法合成催化剂的催化裂化性能。催化裂化反应结果表明,以F127为模板剂合成的F-MCAT样品表现出较好的催化性能,其微反活性比未加模板剂的催化剂样品高3.89百分点。     

在非水体系中介孔磷酸铝分子筛的合成与表征

以乙醇为溶剂,在少量水存在下,以长链伯胺作模板剂,以异丙醇铝、H3PO4分别作为铝源与磷源,合成了具有一定热稳定性的介孔磷酸铝分子筛,并用XRD和TG-DTA进行了表征。结果表明,少量水与分子筛的晶相形成和转化密切相关,不同浓度、类型的表面活性剂等对分子筛介孔结构的形成均有影响;对分子筛原粉进行了水蒸气后处理,提高了分子筛的热稳定性。     

硅烷偶联剂与介孔模板剂作用下合成多级孔结构ZSM-5分子筛

在传统ZSM 5分子筛合成体系中,添加硅烷偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和介孔模板剂聚丙烯酸 十六烷基三甲基溴化铵(PAA CTAB),得到多级孔结构ZSM 5分子筛。采用XRD、SEM、TEM和N2吸附 脱附等分析手段,考察了合成的ZSM 5分子筛的结构、形貌和孔结构性质。结果表明,添加APTES硅烷偶联剂可以得到具有球形形貌的多级孔结构的ZSM 5分子筛,而添加介孔模板(PAA CTAB)可以进一步提高多级孔结构ZSM 5的介孔含量。合成的多级孔结构ZSM 5分子筛在催化苯与苯甲醇的烷基化反应中展现了较高的催化活性。     

Al-MCM-41介孔分子筛合成及其加氢特性Ⅰ.合成及表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,硫酸铝为铝源,利用三甲基苯(TMB)为溶剂溶解催化油浆制得的有机混合液作为增孔剂,合成出具有较大孔径的A l-MCM-41介孔分子筛。结果表明,采用有机混合液为增孔剂合成的分子筛具有很好的结构性能,试样平均孔径、孔容、BET比表面积分别为4.74 nm,1.41 cm3/g,870.23 m2/g。与单纯使用TMB合成的A l-MCM-41介孔分子筛相比,使用混合液制备的试样结晶度得到提高,平均孔径增大,焙烧后的失重较小且放热平缓。     

功能化硅基介孔材料的合成及其CO2吸附性能

以传统的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和阴离子水溶性聚合物聚丙烯酸钠（NaPAA）为复合模板剂,在室温下合成了新型硅基介孔材料;选用聚乙烯亚胺（PEI）和硝酸镁（Mg(NO₃)2·6H₂O）对其进行改性,制备了PEI和MgO改性硅基介孔材料。采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、静态体积法和程序升温脱附手段考察了该硅基介孔吸附材料的结构和CO₂吸附性能。结果表明,该硅基介孔材料具有较大的比表面积和孔体积以及均匀的孔道结构,可以使改性剂很好地分散在其孔道内;PEI和MgO改性的硅基介孔吸附材料对CO₂的吸附能力大大增强。在298 K下,PEI负载质量分数为16.7%的PEI改性硅基介孔材料对CO₂的吸附量最大,达到0.98 mmol/g;MgO改性的硅基介孔材料在MgO负载质量分数为20%时,对CO₂的吸附量最大。