双模板剂制备三元介孔复合体及其光催化研究

采用双模板法和溶胶-凝胶法合成了大孔径的纳米复合物TiO2/ZrO2/SnO2。通过小角XRD、N2吸附/脱附和紫外-可见光谱等多种手段进行表征。研究发现,与单模板剂制备的样品相比,用双模板剂制备出的样品孔径呈多孔径分布。通过对罗丹明B的降解表明用双模板剂制备的介孔材料的活性高于用单模板剂制备的介孔材料的活性。     

两步法和双模板法制备中空二氧化硅微球的比较

研究两步法制备中空二氧化硅微球,对比分析了两步法和双模板法(本课题组已有成果)在产物形貌、性能上的异同。结果表明,两种方法制备的中空二氧化硅微球在形貌上都具有规则球形和中空介孔结构,两步法产物具有更大的比表面积、更完美的球形和更宽的孔径分布,所得硅球官能团单一,模板去除更为彻底,微球纯度更高,制备周期短,过程简单,更为经济,而双模板法产物孔径分布窄,具有更好的介孔结构。     

基于SEM分析的纳米SiO_2气凝胶制备初探

以正硅酸乙酯为原料,超声波辅助溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅气凝胶。基于扫描电子显微镜分析,分别研究搅拌以及醋酸固化对超声波辅助溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅气凝胶形貌的影响。扫描电子显微镜分析结果表明加入氨水时无搅拌制得纳米二氧化硅气凝胶结构不易塌陷,醋酸固化制得纳米二氧化硅气凝胶颗粒分布均匀。     

水玻璃基低密度疏水二氧化硅气凝胶制备及性能研究

以水玻璃为硅源,通过酸碱两步溶胶-凝胶法及一步置换改性,常温常压下制备了低密度疏水性二氧化硅气凝胶。探讨了pH、老化方式及三甲基氯硅烷(TMCS)用量对凝胶时间、二氧化硅气凝胶表观密度和孔隙率的影响。采用冷场发射扫描电镜(FESEM)、比表面积及孔径分析仪(BET)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和接触角测试仪分别研究了二氧化硅气凝胶的微观形貌、比表面积及孔径分布、改性效果及疏水性能。结果表明,二氧化硅气凝胶具有三维纳米网络结构,表观密度为0.130 1 g/cm3、孔隙率高达94.27%、比表面积为599 m2/g、平均孔径为10~30 nm、接触角为142°。     

超临界干燥制备疏水型二氧化硅气凝胶

文章以正硅酸乙酯为原料,经溶胶-凝胶过程制备二氧化硅醇凝胶,采用三甲基氯硅烷作为表面改性剂,对醇凝胶进行化学表面修饰,超临界干燥,制备了疏水性二氧化硅气凝胶粉末。运用红外光谱、BET、扫描电镜、XRD对其结构、形貌及化学组成进行了分析。结果表明：该样品是表面连有疏水基团-CH3的疏水性SiO2气凝胶,呈连续网络结构的球状纳米粒子,孔径分布主要集中在2～4nm,是热稳定性较高的非晶、多孔、轻质介孔材料。     

非水解溶胶-凝胶法制备氧化铝薄膜的反应机制研究

采用非水解溶胶-凝胶法通过浸渍溶胶提拉法在陶瓷过滤管上制备氧化铝薄膜,薄膜孔径分布窄,大小为10 nm左右,晶体粒径大小为20 nm左右。通过XRD、TG-DSC、FE-SEM以及傅立叶变换红外光谱仪测试手段,对非水解溶胶-凝胶法制备氧化铝的反应机制进行了研究。研究结果表明非水解溶胶-凝胶法制备氧化铝薄膜的反应机制为:无水三氯化铝和氧供体醇反应生成铝醇盐,铝醇盐在回流过程中发生非水解缩聚反应生成=Al-O-Al=键合并形成溶胶;溶胶在干燥过程中发生进一步的缩聚及溶剂脱除,形成凝胶,凝胶在900℃左右转变为γ-Al_2O_3,γ-Al_2O_3在1100℃左右转变为α-Al_2O_3。     

非水解溶胶—凝胶法制备高活性γ-Al2O3粉体研究

以异丙醚与无水氯化铝为原料,以二氯甲烷为溶剂,采用非水解溶胶-凝胶法制备出氧化铝凝胶,经干燥和高温煅烧后得到具有介孔结构的γ-氧化铝粉体。通过XRD、SEM以及BET研究了氧化铝粉体的物相、形貌以及孔径分布。结果表明,采用非水解溶胶—凝胶法可以制备出γ-Al2O3氧化铝粉体,粉体平均粒径在90 nm左右,平均孔径为23.4 nm,孔容为0.92 cm3/g,比表面积为145.7 m2/g。     

疏水性二氧化硅气凝胶的合成及表征

本文以正硅酸乙酯为原料,经溶胶-凝胶过程制备二氧化硅醇凝胶,再利用二甲基二氯硅烷对醇凝胶进行化学表面修饰,最后用超临界干燥方法制备了疏水性二氧化硅气凝胶.运用红外光谱、BET、扫描电镜、X射线衍射等测试方法对制得样品的结构、形貌及化学组成进行了分析.结果表明该样品是表面存在疏水基团-CH3 的疏水性SiO2 气凝胶,是呈连续网络结构的球状纳米粒子,孔径分布主要集中在2～10 nm,是热稳定性较高的非晶、多孔、轻质介孔材料.     

制备工艺条件对硅胶孔性质的影响

研究了在茂金属催化剂体系所用硅胶的制备过程中,反应体系中二氧化硅的浓度和溶胶-凝胶的反应温度对硅胶孔容及孔径的影响.结果表明,当SiO2的质量分数为9.2%、溶胶-凝胶反应温度为75℃时,可制得孔容和孔径较为理想的催化剂载体用硅胶.     

多孔纳米二氧化硅的改性

通过溶胶-凝胶法制备纳米多孔物质,使用正硅酸乙酯作为前驱体,进行水解、聚合成硅胶,再进行热处理可得多孔物质二氧化硅。制备过程中加入不同的催化剂、表面活性剂以改变其水解、凝胶的时间以及多孔物的孔结构(孔径、孔体积、表面积、孔分布),以完成对多孔物二氧化硅的改性。     

微波法合成Cu-MCM-41介孔分子筛的研究

以硅酸钠、氯化铜等无机盐为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,通过微波辐射方法合成不同铜含量的Cu-MCM-41介孔分子筛。分别采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附等技术对产物的晶相、结构、形貌、比表面积和孔径分布进行表征。结果表明,通过微波辐射方法成功地合成出含有不同孔径的Cu-MCM-41介孔分子筛。随着原料配比中n(CuO)∶n(S iO2)(摩尔比)的增加,介孔分子筛的比表面积和孔体积变小,介孔有序性变差。     

木质素基介孔碳材料的制备及应用进展

木质素是自然界中唯一可提供再生性芳香基化合物的非石油类资源,酚羟基的可替代性、低成本及其高含碳量使其成为合成可持续介孔碳的优选前体。本文分别介绍了采用硬模板法、软模板法、双模板法、活化法、水热法以及溶胶-凝胶法制备木质素基介孔碳材料的最新研究进展。分析对比了采用不同方法制备的介孔碳材料所具有的孔道结构和形貌特点,并详细说明了其在吸附、催化、药物缓释和超级电容器等主要方面的应用。最后根据木质素基介孔碳材料在制备及应用过程中所面临的困境,提出发展一种简单、绿色、低成本的合成方法用以制备新型介孔结构的高性能复合型木质素基介孔碳材料将成为今后主要的研究方向。     

水热条件下CuMCM-41介孔分子筛的合成与表征

以硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)、氯化铜(CuCl2·6H2O)等无机盐为原料,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过水热法合成CuMCM-41介孔分子筛.分别采用X射线粉末衍射、红外光谱、透射电子显微镜和N2吸附-脱附等技术,对产物的晶相、结构、形貌、比表面积和孔径分布进行了表征.同时研究金属铜添加量与比表面积、孔径之间的关系.结果表明:合成出的4种不同铜含量的CuMCM01介孔分子筛,其比表面积最高可达1032.41m2/g,平均孔径在3.4～4.0 nm之间.随着介孔分子筛中掺杂的金属铜含量的增加,介孔分子筛的比表面积变小、介孔有序性变差.当原料配比增加到n(SiO2):n(CuO)=1:0.2时,合成出的CuMCM-41介孔分子筛有序性很差.     

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。     

TiSi复合氧化物性质对NiMo基催化剂加氢脱氧性能的影响

分别以机械混合法与溶胶凝胶法所得的钛硅氧化物TiO_2SiO_2与TiO_2-SiO_2为载体制备了NiMo基催化剂,以含20%小桐子油的正辛烷溶液为原料,在连续流动固定床反应器中考察了催化剂的加氢脱氧性能,并采用X射线衍射(XRD)、氮气物理吸附(BET)、扫描电镜(SEM)和NH3程序升温脱附(NH_3-TPD)等技术对催化剂和TiSi复合氧化物载体进行了表征。结果表明,与TiO_2-SiO_2相比,机械混合法制得的TiO_2SiO_2具有双介孔结构特征、较规则的表面形貌和较多的L酸性中心;溶胶凝胶法制得的TiO_2-SiO_2的表面形貌规则性则较差,负载Ni、Mo的孔道堵塞导致所得催化剂的比表面积和孔容急剧减小,在高温反应条件下TiO_2-SiO_2中的Ti—OH—Si键结构形成的B酸中心对催化剂HDO性能的促进作用较小。催化剂性能的评价结果表明NiMo/TiO_2SiO_2催化剂的加氢脱氧活性优于NiMo/TiO_2-SiO_2催化剂的加氢脱氧性能。     

有序介孔炭的研究进展

综述了以硬模板法、软模板法和混合模板法合成有序介孔炭的研究进展。对上述三种制备有序介孔炭的方法和原理进行了的简单介绍,指出各种方法在制备有序介孔炭时存在的长处与不足。讨论了采用不同模板剂和炭前躯体对所制备的有序介孔炭的结构、孔径大小、孔径分布及物理化学性能的影响,指出在制备有序介孔炭的过程中,主要问题是选择一种与模板剂可产生较强相互作用的炭前躯体并控制炭前躯体与模板之间的摩尔比率。最后对有序介孔炭的潜在应用和发展方向进行了展望。     

Synthesis and characterization of porous media produced by a sol-gel method

Mesoporous silica materials were synthesized by sol-gel method using tetraethoxysilane (TEOS) as precursors and surfactants i.e., cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB), sodium dodecyl sulfate (SDS), and polyoxyethylene cetyl ether (Brij 56) as templates. Surfactant templates were completely removed by calcination to form mesoporous structure. The effects of type and amount of surfactants on the characteristics of samples were studied. The textural characteristics such as surface area, pore volume, pore size, and pore size distribution were determined by nitrogen sorption isotherms. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was employed to qualitatively identify the chemical functionality and to confirm the removal of surfactant template. Scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM) were used to directly observe surface morphology and mesoporous structure, respectively. The adsorption capacity of the synthesized adsorbent for toluene vapor was examined. We found that the pore volume and pore size of mesoporous materials affected the adsorption capacity. The sample prepared with high content of CTAB under basic condition (pH ∼7) yielded large pore volumes and pore sizes and subsequently possessed the high adsorption capacity for toluene vapor.     

无机铝源合成有序介孔氧化铝的影响因素研究

有序介孔氧化铝具有较大的比表面积、均匀且窄的孔径分布、有序的孔结构等特点,在多相催化反应及吸附分离过程中具有十分重要的应用价值,研究其合成及应用具有重要意义.以廉价的无机铝盐为铝源,结合模板剂,利用溶胶-凝胶法,通过改变模板剂的种类、老化时间和温度等影响因素,制备有序介孔氧化铝.采用多种测试技术对其结构进行表征,探讨不...     

无机盐和有机醇盐制备Al2O3干凝胶

分别以廉价的硝酸铝无机盐常压干燥法和异丙醇铝有机醇盐作为铝源,采用溶胶-凝胶法制备了结构完整的SiO2-Al2O3干凝胶和纯Al2O3干凝胶.利用热重差热分析、Fourier转换红外吸收谱、氮气吸附和电子显微镜等实验手段,对比研究了曲种制备方法对材料性能的影响.结果表明:由无机盐制备的SiO2-Al2O3干凝胶是以SiO2构成网络骨架,形成一定数量的Si-O-Al键,并保持了干凝胶纳米多孔的特点;而有机醇盐制备的Al2O3干凝胶孔隙分布更为均匀.采用两种不同铝源制备的干凝胶,均是纳米颗粒组成的多孔结构,并均具有较高的比表面积和较窄的孔径分布.     

Syntheses and application of silica monolith with bimodal meso/macroscopic pore structure

A route to synthesize porous materials with a bimodal macro/mesoscopic pore system has been investigated in this work. Polystyrene with sub-micrometer size was used as a template in the synthesis. The resulting mesoporous silica wall replicated inversely the morphology of polystyrene template and had highly ordered three-dimensional arrays of macro pores. Large and moldable meso/macro porous silica monoliths could be obtained in centimeter scale by using monodispersed polystyrene beads and PEO-PPO-PEO/SBA-15 sol solutions. These bimodal structured porous silicates have been used as supports for asymmetric kinetic resolution of racemic epoxides to synthesize optically pure epoxide.