介孔氧化硅分子筛吸附性能研究进展

介孔氧化硅分子筛具有比表面积高、孔容大、孔道介孔化及表面硅羟基丰富的特点,通过功能化改性,被广泛应用于吸附法治理环境问题。从吸附过程影响因素、吸附机理、吸附性能及吸附剂结构出发,概述了介孔氧化硅分子筛在吸附无机物(重金属离子和CO₂)和有机化合物(有机染料、硫化物和挥发性有机物)方面的最新研究进展。分析表明,吸附性能主要由氧化硅结构类型和改性条件决定,制备高选择性吸附剂、提高吸附剂可复用性及开发吸附成套工艺将是未来的发展趋势。     

介孔氧化硅薄膜材料的研究进展

介孔氧化硅薄膜在膜分离、传感器件、异相催化、低介电常数微电子绝缘片的应用方面具有潜在应用价值。首先简要介绍了介孔薄膜的制备途径，然后重点综述了介孔氧化硅薄膜的研究进展。     

疏水型介孔氧化硅薄膜的制备与研究

报道了一种新型疏水型介孔氧化硅薄膜的制备方法.用红外光谱、小角XRD、原子力显微镜对样品进行了表征,并采用椭偏仪和阻抗分析仪测量薄膜的折射率和介电常数.该薄膜具有很低的介电常数和较好的机械强度,是一种可用于微电子工业、极富应用前景的低介电常数材料.     

低介电常数介孔氧化硅薄膜的结构与介电性能研究

利用溶胶-凝胶技术制备了介孔氧化硅薄膜.采用MIM结构,通过平行板电容器法测量了介孔氧化硅薄膜的介电常数,结果表明采用表面修饰的方法可以在保持较低介电常数(k=2.25)的前提下极大地降低薄膜的漏电流,提高薄膜的环境稳定性能.通过对富氏红外光谱的分析,讨论了薄膜的键结构与介电性能之间的关系,结果表明去除介孔氧化硅薄膜中的OH基团是提高薄膜介电性能的关键.     

静电纺介孔氧化硅基纳米纤维的研究进展

介孔氧化硅是最为典型的介孔材料,其具有比表面积高、孔径均一、易于表面修饰等优异特性,广泛应用于吸附分离、催化、传感以及物质负载与缓释等领域。关于粉体和薄膜形态的介孔氧化硅已有大量报道,但纤维形态,特别是连续纤维形态的介孔氧化硅材料的制备仍然是一项挑战。近年来随着静电纺技术的发展,连续纤维形貌的介孔氧化硅材料的制备取得了重要进展。根据纤维介孔结构的有序度和介孔结构引入方式的不同,对静电纺介孔氧化硅基纳米纤维进行详细的介绍。     

氟烷基官能化介孔氧化硅纳米颗粒及涂层的制备

以正硅酸乙酯和氟代烷基硅氧烷为硅源,十六烷基三甲基氯化铵为表面活性剂,三乙醇胺为催化剂在弱碱性条件下制备了氟烷基官能化的纳米介孔氧化硅颗粒。并采用动态光散射、FT-IR、SEM、TEM、氮气吸附-脱附以及UV-Vis光谱对产物进行了表征。结果表明:反应在45min后能得到粒径不再变化的30nm左右尺寸均一、高分散、高孔率的氟烷基官能化介孔氧化硅纳米颗粒。纳米颗粒涂层对光学玻璃具有良好的增透性能,是一种性能优良的光学涂层材料。     

介孔SO42-/TiO2的一步法制备及其光催化性能

通过对TiOSO4溶液热水解用一步法制备出大比表面积、高活性的介孔SO42-/TiO2光催化剂.用低温氮吸附-脱附等温线、XRD、Hammett指示剂、艾氏卡等方法对SO42-/TiO2催化剂进行了表征,以亚甲基蓝的光催化氧化降解反应考察了催化剂的光催化性能.结果表明,在焙烧过程中硫酸根和偏钛酸孔壁上的自由羟基键合,不仅有效地抑制了TiO2晶粒的长大和晶相转变,而且起到了孔结构形成的导向及支撑作用,使TiO2保持了介孔结构、较高的比表面积和锐钛矿相,同时S=O键的强电子诱导效应还使邻近的Ti成为超强酸中心,促进了TiO2光生电子-空穴对的分离,延长了电子-空穴对的寿命,从而有效地提高了TiO2的光催化活性.     

介孔炭材料及介孔炭/氧化硅复合材料对大分子有机污染物的吸附

介孔炭材料与活性炭相比具有较大的孔体积和孔径,高的比表面积以及规则的孔道结构,而介孔炭/氧化硅复合材料兼顾了活性炭与介孔材料的优点,因此在吸附大分子有机污染物方面有很好的应用前景。笔者综述了近年来介孔炭,负载/修饰后的介孔炭,介孔炭/氧化硅复合材料的制备和最新研究进展。在制备方面,根据其制备机理的不同可分为硬模板法和软模板法,制备出有序的介孔炭与介孔炭/氧化硅复合材料。在应用方面,重点介绍了介孔炭材料和介孔炭/氧化硅复合材料对大分子有机污染物的吸附性能。进而对介孔炭/氧化硅复合材料在吸附方面的应用进行了展望。     

有序介孔氧化硅孔道氧化锰团簇组装研究

以有序介孔氧化硅MCM-41为主体材料,通过浸渍法及后续热处理工艺,在孔道中组装氧化锰的团簇粒子,并对其进行结构表征。通过XRD、HR—TEM、XPS及N2吸附表明氧化锰的团簇粒子已经成功组装到MCM-41有序孔道中。通过对不同孔径有序介孔材料的氧化锰团簇粒子的组装,表明随着孔道中组装量的增加,350nm附近光致发光强度增强,吸收边发生红移,同时1000nm附近吸收带宽化。     

银纳米晶复合有序介孔氧化硅

采用溶胶-凝胶法,以三嵌段共聚物P123(EO20PO70EO20,Mw=5800)作为结构导向剂,正硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源,硝酸银(AgNO3)作为银的前躯体,制备出掺杂有银纳米颗粒的有序介孔SiO2块体.通过小角X射线衍射(SAXRD)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析,测得掺银介孔SiO2样品在煅烧前具有平面六方结构(空间群p6mm),煅烧后样品结构发生收缩,但仍部分保持有序平面六方结构,孔径在3～7nm之间,平均孔直径为5.4nm,银纳米颗粒尺寸大约为5nm.掺银介孔氧化硅的气孔尺寸大于未掺银介孔氧化硅的气孔尺寸.     

用稻壳灰为硅源合成有序介孔二氧化硅材料的研究

用稻壳灰为硅源,用十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂,在酸性或碱性条件下均成功地合成了有序介孔SiO2材料MCM-41.利用XRD、N2吸附曲线、SEM、TEM等测试方法分别对稻壳灰及介孔SiO2样品进行了表征.结果表明,稻壳灰为非晶体,呈粒状的多孔结构,其比表面积为250m2/g;在酸性条件下合成的MCM-41具有周期性规则排列的介孔结构,最可几孔径为2.4nm,比表面积为1100m2/g.     

溶胶粒径对氧化硅减反射膜结构和光学性能的影响

以正硅酸四乙酯为前驱体,制备出粒径20-100 nm的二氧化硅溶胶。用提拉法在玻璃基片上制备出氧化硅基多孔减反射膜,并研究了不同粒径的二氧化硅溶胶老化后溶胶胶粒的微观结构与相应的多孔氧化硅减反射膜微观孔结构的差异。结果表明,颗粒粒径约20nm的硅溶胶在老化过程中易团聚成较大的二次颗粒,形成结构疏松的氧化硅多孔减反射薄膜。镀有这种减反射膜的玻璃,其峰值透过率在波长510 nm处达到99.2%。     

共担载阿霉素/血红蛋白树枝状介孔硅球的制备及其生物性能研究

实体瘤中普遍存在乏氧现象, 是导致肿瘤对非手术治疗手段抗拒性增加, 降低药物疗效的重要因素。针对这一问题, 本研究采用简单的两相界面法制备了一种小尺寸(65 nm)、单分散、生物稳定性良好的可共载抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)和载氧蛋白血红蛋白(Hb)的树枝状介孔硅纳米颗粒(DMSNs)。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)和氮气吸附-脱附仪等对材料进行表征。结果表明, 合成的DMSNs纳米颗粒粒径均一、分散性良好, 具有较大的比表面积(654.52 m²/g)和孔容(1.26 cm³/g)以及两套孔道结构(直径2.7 nm和5.4~6.8 nm)。更重要的是, 树枝状介孔层的孔径仅需改变三乙醇胺(TEA)的用量即可调节。药物释放、流式细胞术、激光共聚焦以及细胞毒性等相关实验结果表明, DMSNs可同时装载DOX与Hb, 且具有较高的药物释放能力(75.6%)和持久的释放性能(48 h)。载入血红蛋白后, 其IC₅₀为20.6 μg/mL, 能够有效提高抗癌药物DOX的细胞致死率。因此, 这种小尺寸的树枝状介孔硅球在药物传输和肿瘤治疗方面具有潜在的应用价值。     

荧光介孔二氧化硅纳米粒子的制备及其性能探究

利用单层十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂包覆染料并将其转相到水中,通过溶胶-凝胶法制备以荧光染料为核、介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)为壳的荧光介孔二氧化硅纳米粒子。利用DLS探讨了正硅酸乙酯、表面活性剂、氨水、染料浓度对粒子粒径的影响,利用SEM、TEM、TG、UV、PL光谱分析手段对复合纳米粒子结构、形貌、热稳定性、光谱进行了表征和探讨。结果表明,随着正硅酸乙酯和氨水用量增多,粒子粒径增加;表面活性剂用量较少时粒径会较大;染料浓度较低时对粒径影响较小;制备出的粉体可以在100nm左右可控;荧光强度提高、染料与二氧化硅最佳掺杂质量比为1.5×10-3;由于是物理包覆所以热稳定性提高有限,但抗紫外耐老化性有显著的提高。     

氰基功能化介孔二氧化硅的制备与表征

以2-氰乙基三乙氧基硅烷(CTES)和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)为模板剂,采用共缩聚法在酸性条件下合成了氰基功能化的介孔二氧化硅.通过XRD、SEM、氮气吸附脱附、FT-IR和元素分析等技术对样品的结构、形貌、孔性质和官能团等进行了表征.研究结果表明,硅源的混合方式对氰基的引入量和分布有一定影响,其中以直接混合方式所得样品中基团含量最高,其分布也最均匀.另外,随着氰基引入量的增加,样品的形貌与孔结构略有变化.当CTES加入量超过20mol%时,材料的介孔由圆柱形的直孔道向瓶颈型的孔道结构发生转变.同时随着材料中氰基含量增大,样品的孔容由0.70 cm3/g降到0.22 cm3/g、表面积从666 m2/g降到312 m2/g,孔径由4.2 nm减小到2.7 nm,表明氰基分子占据了部分孔道空间.     

酸的种类和浓度对有序介孔二氧化硅形貌和孔结构的影响

以三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO)为模板剂,正硅酸乙酯为无机硅源,HCl、HNO3、H2SO4及H3PO4四种酸为酸性介质,采用水热法合成有序介孔分子筛SBA-15。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附等手段对产物的形貌和结构进行分析。结果表明:控制合成母液中H+浓度在一定范围时,HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4四种介质中合成出的产品分别为"麦穗"状、"铜钱"状、长程连续"糖块"状和高度分散"糖块"状;在酸种类相同条件下,酸浓度对孔道的大小、微孔含量、孔壁厚度等孔道结构参数有一定影响,但酸浓度对孔道的影响要远小于酸种类的影响。     

介孔分子筛/线性酚醛树脂杂化材料的制备及表征

利用水热法合成介孔分子筛(SBA-15),选择KH560对其表面进行修饰后采用原位聚合的方法制备了介孔分子筛/线性酚醛树脂(SBA-15/PF)有机无机杂化材料。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、N2吸附和热失重分析(TGA)等表征手段对杂化材料的制备过程进行跟踪研究。结果表明,KH-560已嫁接到SBA-15的内外表面,线性酚醛树脂分布于介孔分子筛孔道内外,并与SBA-15存在键接作用,形成有机无机互穿网络结构;表面修饰过程对SBA-15有序结构影响较小,而原位聚合会破坏介孔分子筛部分有序结构。     

表面高氨基官能化介孔SBA－15分子筛的制备

文章报道了一种利用甲苯二异氰酸酯（TDI）作桥连分子制备高氨基官能化介孔SBA－15分子筛的方法。首先,SBA－15表面的Si－OH与TD1分子中的一个－NCO基反应,然后,TD1分子中另一端未参与反应的－NCO基与乙二胺分子中的一个－NH2基反应,如此,－NH2被成功地嫁接到介孔SBA－15分子筛表面,用XRD、N2－吸脱附、FTIR和^29Si MA SNMR表征,结果表明,一NH2被成功引入到SBA－15分子筛表面,且材料具有良好的介孔结构。