近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2微球的制备及漆酶固定化

以自制近单分散、平均粒径约为250 nm的SiO2亚微球为核心,采用液相沉积法得到β-FeOOH/SiO2微球,再通过溶胶-凝胶法以β-FeOOH/SiO2微球为内核,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,经水解缩聚反应,焙烧后得到近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2微球,以复合微球为载体,对漆酶进行固定。结果表明,近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2复合微球的介孔层厚约40 nm,具有较大的饱和磁化强度(14.715 emu/g),较小的剩余矫顽力(约为109Oe),其比表面积为391.067 m2/g,孔容为0.53 cm3/g,孔径分别在5.43 nm和20～80 nm,呈现双孔径分布。复合微球吸附漆酶后,介孔材料的比表面积与孔容分别减小为103 m2/g和0.37 cm3/g,复合微球对漆酶的吸附量为202.6 mg/g。     

磁性Fe3O4@SiO2@介孔SiO2空心微球的制备及漆酶固定化

磁性介孔二氧化硅复合材料作为酶固定化载体具有优异的酶固定化性能和良好的磁分离性能,受到国内外学术界广泛关注。本文在自制的β-FeOOH空心微球表面上包覆致密的SiO₂保护层,在酸性条件下以P123为模板剂,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为辅助导向剂成功制备出了磁性β-FeOOH@SiO₂@介孔SiO₂空心复合微球,最后在还原气氛下煅烧得到Fe₃O₄@SiO₂@介孔SiO₂空心微球。结果表明,所制备的Fe₃O₄@SiO₂@介孔SiO₂微球空心结构未坍塌,具有规整的球形结构,介孔SiO₂壳层（平均厚度约为11nm）均匀地包覆在β-FeOOH@SiO₂中空微球表面。伴随着CTAB量的增加,微球的最可几孔径由4.30nm减小到3.19nm,比表面积从376m²/g升高到640m²/g,孔容从0.36cm³/g升高到0.56cm³/g。复合微球的饱和磁化强度为11.3emu/g,矫顽力为111.5Oe,外加磁场作用下可以实现样品的快速分离,且样品的再分散性良好。当介孔孔径为4.30nm时,Fe₃O₄@SiO₂@介孔SiO₂空心复合微球漆酶固定量高达234mg/g。固定化漆酶在不同pH、温度下的活性显著优于游离酶。     

以三聚氰胺甲醛微球为模板制备介孔二氧化硅和二氧化钛空心微球

以聚合物三聚氰胺甲醛(MF)微球为模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为致孔剂,经溶胶–凝胶和高温煅烧两步法,制备了SiO2和TiO2介孔结构的空心微球。以亚甲基蓝水溶液为模型物,分别评价了SiO2和TiO2微球的吸附性能和光催化活性。对空心微球的结构、形貌和光谱性质进行了表征。结果表明:两种微球的粒径为300 nm左右,具有完整的球形空腔、较高的比表面积和介孔结构壳层;SiO2空心微球具有良好的吸附性能,而TiO2空心微球在紫外光照射下有高效的光催化活性。     

优化制备粒度均匀分布的Ce-Cu/TiO2空心微球及其光-显性能

以Ce(NO3)3?6H2O和Cu(NO3)2?3H2O为改性剂制备Ce–Cu/TiO2空心微球，通过均匀设计与BP神经网络模型优化Ce–Cu/TiO2空心微球的制备工艺参数。用激光粒度分析仪对Ce–Cu/TiO2空心微球的粒度分布进行测试，用SEM和TEM对Ce–Cu/TiO2空心微球的微观形貌进行表征，用比表面积及孔径测定仪对Ce–Cu/TiO2空心微球的孔结构进行测试，采用等温吸放湿法对粒度均匀分布的Ce–Cu/TiO2空心微球的湿性能进行测试，用紫外–可见分光光度计测试其光性能。结果表明，粒度均匀分布的Ce–Cu/TiO2空心微球制备工艺参数为：磁力搅拌速度VMS=910 r/min、溶液B加入溶液A的速度VAB=1.32 mL/min、溶液D加入溶液C的速度VCD=0.86 mL/min、煅烧升温速度VTC=2.47℃/min和煅烧温度TC=485℃，所制空心微球d10=103.74 nm，d50=141.46 nm和d90=188.84 nm，粒径分布区间d90–d10为85.10 nm，空心微球具有良好的光–湿性能，1~6 h对甲醛气体的降解率为21.6%~53.9%，相对湿度32.28%~84.34%的平衡含湿量为0.0364~0.2746 g/g。     

有序大孔二氧化硅微球的制备研究

采用乳液聚合法合成了单分散改性聚苯乙烯（PS）乳胶粒,利用PS乳胶粒自组装制得胶体晶体（“蛋白石”）微球,通过溶胶-凝胶模板法制备了有序大孔SiO2（“反蛋白石”）微球,通过SEM对改性PS乳胶粒、胶体晶体微球和有序大孔SiO2微球表面形貌进行了表征。结果表明,改性PS乳胶粒呈单分散性,粒径为317 nm;胶体晶体微球表面PS乳胶粒排列有序;有序大孔SiO2微球表面呈有序多孔,其孔呈六边形,孔径分布均一,约为200 nm。     

SiO2气凝胶的非超临界干燥法制备与表征

以聚二甲基硅烷为原料,采用聚合物超临界法制备了SiO2气凝胶.聚合物超临界法制备的SiO2气凝胶除碳前为疏水性气凝胶,比表面积为27.68 m2/g,孔体积为0.103 7 cm3/g,平均孔径约为15 nm;除碳后为亲水性气凝胶,比表面积为500.6 m2/g,孔体积为0.404 3 cm3/g,平均孔径为3.23 nm.对聚合物超临界法制备SiO2气凝胶的反应机理进行了初步探讨.     

水热法制备大比表面积二氧化钛纳米片空心微球

常温下在SiO2纳米球表面包覆一层TiO2,通过碱性水热法移除SiO2纳米球后,被包覆的微球转变成由纳米片组成的TiO2空心微球。采用X射线衍射,扫描电子显微镜,透射电子显微镜和氮气吸附--脱附分析对包覆微球和TiO2空心微球进行表征。结果表明,氨水和钛酸四丁酯的含量对包覆微球的形貌有重要影响,NaOH浓度也直接影响空心微球的形貌和比表面积。TiO2空心微球表面是由厚度仅为几个nm,长度为100nm以上的纳米片组成,其晶体结构为锐钛矿相。TiO2空心微球的比表面积高达185.7m2/g。     

介孔SiO_2微球的制备工艺研究

采用新型的油醇聚氧乙烯醚为模板剂,正硅酸乙酯为前驱体,制备出介孔SiO2微球,以XRD、TEM、BET对制备材料进行表征,结果表明介孔SiO2微球具有有序的孔道结构,粒径为300~400nm,模板剂浓度对介孔SiO2微球形貌影响不大。     

酚醛树脂辅助合成SiO2/TiO2介孔复合微球及其光催化

利用Stber法合成的纳米SiO2为前体,在酚醛树脂和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助下制备SiO2/TiO2介孔复合微球,并利用XRD、SEM、EDS、BET、BJH以及FTIR对材料的晶型、形貌以及结构进行了表征,以罗丹明B为目标降解物评价样品的光催化性能。结果表明,SiO2/TiO2介孔复合微球是由TiO2和SiO2组成,直径约300 nm,TiO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2表面,界面之间存在Si—O—Ti键;SiO2/TiO2介孔复合微球的比表面积为92.3 m2/g,较P25提高了约3倍。光催化评价表明,SiO2/TiO2介孔复合微球对罗丹明B的降解率达98%,较P25光催化降解率有明显提高。     

介孔二氧化硅微球的扩孔及组装磁性纳米铁粒子

以十六胺为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源合成孔径约3 nm的多孔球形结构介孔二氧化硅(MS)材料. 为满足组装磁性纳米粒子所需的孔径要求,提出了一种可较大程度扩大孔径的方法?复盐浸渍法,用多组分盐溶液(NaC1:LiCl:KNO3=4:1:1, w)浸渍MS微球,然后在300℃加热2 h,扩大MS孔径,扩孔后的MS微球孔径在10 nm左右. 采用电化学方法在MS介孔内合成Fe纳米粒子,并在H2气氛下加热还原得到Fe/SiO2磁性复合微球,制备出的磁性复合微球孔道内均匀地分布着Fe粒子.     

表面活性剂对二氧化硅空心微球结构的影响

分别在阳离子和阴离子两种不同类型表面活性剂的存在下,用正硅酸乙酯(TEOS)为硅源包覆纳米尺度的碳酸钙颗粒,去除表面活性剂和碳酸钙,得到了二氧化硅空心微球。用TEM、XRD及低温氮吸附等测试手段对这类材料进行了表征,研究了表面活性剂对样品结构的影响。结果表明,在合成中加入表面活性剂,使二氧化硅空心微球的球壳上出现了介孔相,改善了样品的孔结构。空心微球的BET比表面积为399～898m2/g,明显高于未加表面活性剂的样品。     

双重Pickering乳液法制备聚丙烯酰胺多孔微球及应用

采用亲水性气相二氧化硅N20和疏水性气相二氧化硅H30复配表面活性剂制备O/W/O型双重乳液,以此为模板,聚合中间相,挥发内相制备聚丙烯酰胺(PAM)多孔微球,并用于染料分子亚甲基蓝的吸附。结果表明：乳液显微镜照片显示水油比对双重乳液的形成有很大的影响,当水油比(O₁/W)/O₂为(1/2)/2时,可得到稳定的双重乳液;扫描电镜(SEM)照片显示PAM多孔微球基本呈球形,但粒径不均匀,球体表面粗糙,内部为空心结构;激光粒度仪(DLS)结果表明PAM微球平均粒径为356nm,多分散系数(PDI)为0.718,比表面积为230m²/g,粒径分布宽;在吸附温度35℃、吸附时间5min时对亚甲基蓝的吸附率为98.89%,最大吸附率超过99%,在吸附速率和吸附率上均优于传统PAM吸附剂,本研究为染料废水的处理提供了新方法。     

核-壳型聚苯乙烯/二氧化硅复合微球的制备

利用层层自组装的方法制备了粒径和组成可裁剪、具有核-壳式结构的单分散聚苯乙烯(PS)／二氧化硅(SiO2)复合微球．对复合微球进行热处理除去有机物中心，制备出壁厚可剪裁的空腔硅球，并对复合微球的热分解过程进行了研究．透射电镜(TEM)照片显示二氧化硅纳米颗粒在中心外生成均匀壳层，而煅烧后则可得到轮廓分明的球形空腔；比较PS，SiO2和复合球体及热处理后的粉体的红外光谱，可分别验证二氧化硅的成功组装和热处理过程中作为中心的PS的完全去除．在吸附相同层数的前提下，随着所选用的二氧化硅纳米粒子的粒径的增大(10-40nm)，复合微球的粒径增大，空腔球体的壁厚增加，中心粒子热分解的活化能增大．复合微球的热分解机理符合三维扩散机理．     

Facile synthesis of silica/polymer hybrid microspheres and hollow polymer microspheres

Monodisperse silica/polydivinylbenzene (SiO₂/PDVB) and silica/poly(ethyleneglycol dimethacrylate) (SiO₂/PEGDMA) core-shell hybrid microspheres were prepared by a two-stage reaction with silica particles' grafting of 3-(methacryloxy)propyltrimethoxysilane (MPS) as core and PDVB or PEGDMA as shell, in which the MPS-modified silica core with diameter of 238 nm was synthesized by Stöber method and subsequently grafted with MPS as the first-stage reaction. The PDVB or PEGDMA shell was then encapsulated over the MPS-modified silica core by distillation precipitation polymerization of divinylbenzene (DVB) or ethyleneglycol dimethacrylate (EGDMA) in neat acetonitrile with 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) initiator as the second-stage reaction. The encapsulation of PDVB and PEGDMA on modified silica core particles was driven by the capture of DVB or EGDMA oligomer radicals via the vinyl groups on the surface of the modified silica cores during the second-stage polymerization in the absence of any stabilizer or surfactant. The shell thickness of the core-shell hybrid particles was controlled by the feed of DVB or EGDMA monomer during the polymerization. Hollow PDVB or PEGDMA microspheres with various shell thickness were further developed after selective removal of the modified silica cores with hydrofluoric acid. The resultant core-shell hybrid materials and hollow microspheres were characterized by transmission electron microscopy (TEM), and Fourier transform infrared spectra (FT-IR).     

响应面法优化中空介孔二氧化硅球包载吲哚美辛的工艺研究

采用硬模板法在室温下、中性水溶液中合成了中空介孔二氧化硅球,中空部分直径为250nm,外壳厚度25nm。利用氮气吸附-解吸附、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱表征了微球的物理化学性质。该微球球形度良好,BET结果显示其比表面积为730.0m²/g,平均孔容1.084cm³/g ,平均孔道直径6.58nm。利用中空介孔二氧化硅球较好的载药性能负载吲哚美辛,并采用三因素的Box-Behnke实验设计对药物负载处方工艺进行优化研究。当IMC/HMSNs质量比为22:1,超声1.4h,震荡吸附23h时实验条件达到最佳,包封率理论值为85.2%。在此条件进行验证实验,吲哚美辛的包封率可达理论预测值的98.7%,说明将 Box-Behnken 实验设计法用于中空介孔二氧化硅球包载吲哚美辛的优化筛选是可行的,且得到的实验观察值与数学模型的预测值相符合。     

共聚物为模板制备草莓状二氧化硅空心球

成功地通过三嵌段共聚物聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(PEG-PPG-PEG)为模板,正辛烷为壳材料来制备介孔外壳的草莓状二氧化硅空心球。其中正硅酸乙酯(TEOS)作为二氧化硅的前驱体。通过改变反应参数,我们发现当将反应最终溶液先室温下静置24h然后加热到较高温度12h可以获得草莓状结构。产物的表面形貌通过扫描电子显微镜(SEM)来分析;透射电子显微镜(TEM)表明空心球的平均直径为800nm,外壳为20nm;多孔性分析通过氮气吸附-解附法来测量,同时用Brunauer-Emmett-Tell-er(BET)的方法来测孔径大小。另外我们提出了二氧化硅的形成机理。     

环氧化偶联剂修饰纳米磁性二氧化硅微球的制备及其表征

以核壳结构的SiO2磁性微球为载体,表面修饰环氧化基团,为进一步应用于多官能团修饰提供基础。采用酯缩合法制备出磁性微球,并利用透射电镜、场发射扫描电镜、红外光谱仪、激光粒度仪、热分析仪和振动样品磁强计分别对微球的形貌、粒度分布、化学成分和磁性能进行了表征。制备的环氧化SiO2磁性微球核壳结构明显,粒径分布在200 nm左右,环氧化功能基在保证微球粒径大小的情况下成功结合在微球表面,并保持了磁性微球的超顺磁性。采用该方法制备的环氧化核壳型磁性二氧化硅微球性质稳定,为磁性微球进一步功能化提供了可能,是一种优异的生物磁性材料载体。