MoO3在介孔分子筛MCM-41上分散和存在状态的研究

在773K加热MoO₃和MCM-41的机械混合物,可以实现 MoO₃分散在介孔分子筛MCM-41表面,用透射电镜和选区电子衍射,配合XRD和液氮温度下氮吸附-脱附曲线和BJH孔径分布,研究了活性组分MoO₃在有序介孔材料MCM-41上的存在状态,以及MoO₃分散到MCM-41表面后MCM-41的结构变化情况.结果表明:当MoO₃的含量小于单层分散阈值,加热后MoO₃的XRD衍射峰彻底消失;用HRTEM观察不到分散在MCM-41表面或孔道中的MoO₃颗粒,而EDS能谱证明在MCM-41的孔道中有呈分散态的MoO₃存在.MoO₃的含量大于单层分散阈值,通过加热不能使MoO₃完全分散在MCM-41表面,而且XRD、HRTEM、氮吸附-脱附等温线和孔径分布都表明由于MoO₃的分散量较大,载体MCM-41的有序介孔结构遭到破坏.     

热处理时间对三氧化钼在MCM-41表面分散状态的影响

通过热处理实现了MoO3在介孔分子筛MCM-41表面的分散。用XRD和LRS研究了热处理时间对MoO3在MCM-41表面分散状态的影响，结果表明：随着热处理时间的延长，MoO3不断由聚集转变成分散态，在m(MoO3):m(MCM-41)=0.2:1、500℃热处理8h，就能基本实现MoO3在MCM-41表面的完全分散，而MCM-41的有序介孔结构仍然保持。BET比表面积、孔容和BJH孔径的测定结果显示在MoO3分散到MCM-41表面后MCM-41孔结构参数随热处理时间的延长变化不大。     

十八烷基三甲基溴化铵为模板合成有序介孔氧化硅及其表征

利用表面活性剂十八烷基三甲基溴化铵(STAB)为模板、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、盐酸为催化剂,在较低的表面活性剂浓度下(小于4%)合成了介孔氧化硅,并研究了不同的反应条件对介孔结构及有序度的影响。在热乙醇萃取或者高温煅烧除去模板剂之后,利用红外(IR)、X射线电子衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及N2的吸附-脱附曲线对合成的介孔材料进行了表征。结果表明,合成的介孔氧化硅具有MCM-41型有序的孔道结构、大的孔体积(不小于1cm3/g)和BET比表面积(不小于1400m2/g),孔径均一且分布较窄。     

MCM-41介孔分子筛和纳米TiO2/MCM-41的合成与结构表征

以工业水玻璃为硅源,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为结构模板剂,利用室温晶化法合成出MCM-41介孔分子筛,并以钛酸丁酯为前驱体,通过溶胶凝胶法及液相沉积法对介孔分子筛MCM-41进行纳米TiO2的组装。运用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附等表征手段对其结构特征和氧化钛分散状态进行了研究,结果表明：TiO2与MCM-41端基硅氧键反应形成Ti-O-Si键;纳米TiO2不仅进入孔道,较均匀地修饰了介孔分子筛MCM-41的孔壁,而且使介孔分子筛MCM-41仍保持有序的孔道结构。     

MgO/Al_2O_3/MCM-41对CO_2吸/脱附性能的研究

利用一步法制备了MgO/Al2O3/MCM-41吸附剂,采用XRD、氮吸附和CO2-TPD等手段表征了材料的结构特征和表面性质。研究发现,负载前后样品都具有有序的介孔孔道结构,介孔材料的孔道仍高度有序,对CO2的吸附能力较纯MCM-41有明显的改善。当负载量为20%时,对CO2的吸附量最大。吸附量经过3次循环测试,未见明显下降。     

表面活性剂对纳米MCM-41分子筛分散性的影响

采用聚乙二醇为分散剂,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,在室温碱性条件下合成了粒径为40～60 nm的单分散纳米球形MCM-41分子筛.利用XRD、TEM和N2吸附脱附等手段研究了聚乙二醇用量对纳米球形MCM-41的分散性和介孔结构的影响.结果表明,表面活性剂PEG的加入,可以明显改善纳米颗粒的分散性并且对颗粒形貌影响不大;表面活性剂PEG的加入,样品的六方结构有序性和孔尺寸发生变化.PEG量在1%～20%范围内,样品仍具有较高的六方孔道有序性;PEG量过大(60%)有序性明显下降.随着PEG加入量的增加,纳米MCM-41的晶面间距增大,孔尺寸增大.适量的聚乙二醇可以得到有序性好、比表面积大、孔径均一和孔隙率大的单分散纳米球形MCM-41分子筛.     

高氮含量的有序氮氧化物介孔材料的研究

通过使用氨气作氮源,氮化介孔氧化硅和含铝氧化硅(SBA-15和Al-MCM-41)的前驱体(含模板剂),成功制备出高氮含量的有序氮氧化物介孔材料。主要氮化条件为:1273～1323K,8～24h.采用 CNH元素分析、红外光谱、Si固体核磁共振谱(MASNMR)、N₂吸附-脱附分析、小角XRD和高分辨透射电镜(HRTEM)进行表征,分析结果表明经过高温长时间氮化制备出的高氮含量(～21wt％)的氮氧化硅和含铝氮氧化硅介孔材料仍然具有高达700～900m²g^-1的比表面积、窄的孔径分布和良好的有序性.     

同质异构_SSiO_2/_MSiO_2核/壳复合磨粒的合成

以正硅酸乙酯为硅源、以氨水为催化剂、十六烷基三甲基溴化铵为结构导向模板剂,在单分散实心氧化硅(Solid-SiO2,SSiO2)内核表面包覆介孔氧化硅(Mesoporous-SiO2,MSiO2)外壳,合成了同质异构氧化硅(SSiO2/MSiO2)核/壳复合磨粒。用小角XRD、FESEM、HRTEM、FTIR、TGA和氮气吸附-脱附等手段对样品的结构进行了表征。结果表明,具有放射状介孔孔道的MSiO2均匀连续包覆在SSiO2内核(210-230nm)外表面,形成了厚度为70-80nm的外壳。壳层中的介孔孔道(孔径约2-3nm)基本垂直于内核表面,且复合磨粒样品具有较大的比表面积(558.2m2/g)。用AFM形貌分析和轮廓分析评价了所制备的复合磨粒对SiO2薄膜的抛光特性。与常规实心SiO2磨粒相比,SSiO2/MSiO2复合磨粒明显改善了抛光表面质量并提高了材料去除率。这可能归因于MSiO2壳层通过机械和/或化学方面的作用对磨粒与衬底之间真实界面接触环境的优化。     

室温下介孔分子筛MCM-41的合成与表征

在室温下 ,以十六烷基三甲基溴化铵 (CTABr)为模板剂 ,正硅酸乙酯和水玻璃为硅源 ,通过水热法分别合成出了性能优良的介孔分子筛MCM 4 1,并采用XRD、N2 吸附脱附、FTIR、SEM、热重等手段对合成的样品进行了分析表征。其结果表明 ,合成的固体产物具有MCM 4 1特有的六方排列的孔道结构 ,并且具有较高的有序度、比表面积、孔容和热稳定性     

TiO_2在MCM-41内表面单层及双层分散的结构表征

首次以有机物钛酸丁酯为前驱体,合成了ＴｉＯ２呈单层分散状态（Ｔｉ／Ｓｉ＝０.２０）或双层分散状态（Ｔｉ／Ｓｉ＝０．３９）的介孔分子筛ＭＣＭ－４１（Ｓｉ／Ａｌ＝３５）,并以 ＸＲＤ,ＦＴＩＲ,Ｎ２吸附－脱附,固体ＵＶ－ｖｉｓ 漫反射等表征手段对其结构特征和氧化钛分散状态进行了研究．结果表明： ＴｉＯ２在介孔分子筛ＭＣＭ－４１孔道中分散, ＭＣＭ－４１骨架结构结晶度降低,但是附着二层ＴｉＯ２后,仍能保持长程有序结构; ＴｉＯ２与ＭＣＭ－４１孔道表面的ＳｉＯ２以化学键连接,生成Ｓｉ－Ｏ—Ｔｉ键;无论是单层还是双层分散的 ＴｉＯ２在 ＭＣＭ－４１内孔壁均匀分散;且由于ＴｉＯ２粒子的减小使其对紫外光的吸收发生明显的蓝移现象．     

Ultrasonic-assisted synthesis and magnetic studies of iron oxide/MCM-41 nanocomposite

Iron oxide nanoparticles were stabilized within the pores of mesoporous silica MCM-41 amino-functionalized by a sonochemical method. Formation of iron oxide nanoparticles inside the mesoporous channels of amino-functionalized MCM-41 was realized by wet impregnation using iron nitrate, followed by calcinations at 550 °C in air. The effect of functionalization level on structural and magnetic properties of obtained nanocomposites was studied. The resulting materials were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), high-resolution transmission electron microscopy and selected area electron diffraction (HRTEM and SAED), vibrating sample and superconducting quantum interface magnetometers (VSM and SQUID) and nitrogen adsorption–desorption isotherms measurements. The HRTEM images reveal that the most of the iron oxide nanoparticles were dispersed inside the mesopores of silica matrix and the pore diameter of the amino-functionalized MCM-41 matrix dictates the particle size of iron oxide nanoparticles. The obtained material possesses mesoporous structure and interesting magnetic properties. Saturation magnetization value of magnetic iron oxide nanopatricles stabilized in MCM-41 amino-functionalized by in situ sonochemical synthesis was 1.84 emu g⁻¹. An important finding is that obtained magnetic nanocomposite materials exhibit enhanced magnetic properties than those of iron oxide/MCM-41 nanocomposite obtained by conventional method. The described method is providing a rather short preparation time and a narrow size distribution of iron oxide nanoparticles.     

单分散纳米介孔二氧化硅的制备

在温和碱性条件下,以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,三嵌段共聚物F127为助剂,制备出粒径为60～80 nm的单分散纳米介孔二氧化硅MCM-41.研究了F127的用量对介孔结构和纳米粒子分散性的影响.结果表明,适量的非离子表面活性剂F127具有助模板剂的作用,可以有效地提高纳米介孔粉体的有序性;过量的F127阻碍六方介孔相的形成,降低样品的有序性.F127与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比在0.04～0.08范围内,可以得到有序性好、孔径均一和孔隙率大的单分散纳米介孔二氧化硅MCM-41.     

配合物[Fe(bipy)2]3+修饰的MCM-41的合成与表征

以γ－氨丙基修饰介孔分子筛ＭＣＭ－４１内孔壁,将引入的γ－氨丙基与金属配位离子［Ｆｅ（ｂｉｐｙ）_２］^３＋通过配位键首次合成了金属配位化合物修饰的ＭＣＭ－４１（ＭＣＭ－ａｐ－Ｆｅ（ｂｉｐｙ）_２）．通过ＸＲＤ,７７Ｋ氮气吸附－脱附曲线,固体ＵＶ－ｖｉｓ漫反射光谱和循环伏安曲线表征了复合物ＭＣＭ－ａｐ－Ｆｅ（ｂｉｐｙ）_２。由于［Ｆｅ（ｂｉｐｙ）_２］^３＋的引入,使 ＭＣＭ－ａｐ－Ｆｅ（ｂｉｐｙ）_２的结晶度降低, ＢＥＴ比表面积、孔容和最可几孔径急剧下降．γ－氨丙基与Ｆｅ^３＋的配位而使其ＵＶ－ｖｉｓ漫反射吸收光谱与ＭＣＭ－Ｆｅ（ｂｉｐｙ）_２不同;循环伏安特性曲线表明ＭＣＭ－ａｐ－Ｆｅ（ｂｉｐｙ）_２在电化学上比浸渍法制备的ＭＣＭ－Ｆｅ（ｂｉｐｙ）_２稳定．     

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。     

有序双组分氧化物CoO-NiO/MCM-41催化剂的合成与表征

在碱性条件下用组装的方法得到了高负载量,均匀分布的CoO-NiO负载型MCM-41介孔材料,并采用XRD、BET、HREM等测试手段对样品进行了分析,结果表明,CoO,NiO双组分氧化物已成功地组装进入了MCM-41的有序孔道,在CoO,NiO组装过程中,CoO,NiO含量分别为7.53wt％和5.94wt％时,介孔材料的有序结构没有遭到破坏。     

温和条件下介孔分子筛MCM-41的修饰与表征

在温和条件下,以３－氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂,修饰介孔分子筛 ＭＣＭ－４１（Ｓｉ／Ａｌ＝３５）,成功地将有机官能团引入到介孔分子筛孔道中,制备了一种无机一有机复合材料ＭＣＭ－（ＣＨ_２）_３ＮＨ_２,以 ＸＲＤ、ＦＴＩＲ、ＤＴＡ－ＴＧＡ、 Ｎ_２吸附－脱附和 ＨＲＥＭ表征了复合材料;结果表明：有机基团－（ＣＨ_２）_３ＮＨ_２不仅进人孔道、修饰了ＭＣＭ－４１的孔壁,而且使介孔分子筛ＭＣＭ－４１保持了有序的孔道结构．     

纳米Au团簇在氧化钛修饰的介孔分子筛MCM-41中的组装

以钛酸丁酯为ＴｉＯ_２前驱体,使ＴｉＯ_２均匀分散于纯硅介孔分子筛ＭＣＭ－４１的介孔孔道内表面,利用ＴｉＯ_２光学性质将ＡｕＣｌ－４还原为Ａｕ（０）并组装于氧化钛修饰的ＭＣＭ－４１孔道中．对所合成的Ａｕ负载的氧化钛修饰的ＭＣＭ－４１进行了ＸＲＤ,ＸＰＳ,Ｎ_２吸附－脱附曲线,及固体ＵＶ－Ｖｉｓ漫反射等多种结构表征．由ＸＰＳ谱和固体ＵＶ－Ｖｉｓ漫反射吸收光谱的ｐｌａｓｍｏｎ吸收峰证明Ａｕ团簇呈现０价的金属状态．