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。     

SBA-15介孔硅片胺基修饰及其CO_2吸附

以3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)和N-[3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺(TPED)为表面胺基修饰剂,通过化学接枝法制备了胺基修饰的SBA-15介孔硅片(SBA-15-EHP)吸附剂。采用SEM、全自动气体吸附仪、XRD、TGA等测试手段对胺基修饰的SBA-15-EHP进行表征,研究了胺基修饰的SBA-15-EHP的表面形貌,孔隙结构,晶体结构,SBA-15-EHP表面胺基的接枝量及CO_2的吸附特性。结果表明,在常压、35℃下,TPED修饰的SBA-15-EHP的CO_2吸附能力优于APTS修饰的SBA-15-EHP,最大的CO_2吸附容量为53.0mg/g,这是由于胺基与CO_2发生酸碱反应形成盐类的可逆化学吸附过程所致。     

短通道介孔二氧化硅的制备与水蒸气吸附性能EI北大核心CSCD

在高速搅拌条件下调整分子组装过程的外界应力,制备出短通道(500~700 nm)、条棒状的有序介孔二氧化硅,研究不同模板剂脱除方式对介孔二氧化硅的水蒸气吸附性能影响,获得强化介孔二氧化硅吸附性能的方法。结果表明:在短通道、条棒状介孔二氧化硅的制备过程中模板剂脱除的温度对材料表面羟基浓度影响较大,选择萃取与低温煅烧相结合方法脱除模板剂,萃取4次,250℃煅烧脱除模板剂的材料水蒸气吸附性能最好,在实验条件下平衡吸附时间约为7.5 min,是商品SBA-15的78.95%;平衡吸附量0.73 g·g^(-1),是商品SBA-15的1.49倍。     

pH值敏感介孔纳米复合材料SBA-15/PAA的制备与性能研究

通过浸渍吸附的方法将pH值敏感的功能单体-丙烯酸引入到介孔二氧化硅SBA-15的孔道内,经自由基聚合使丙烯酸(AA)在孔道内聚合,成功合成了pH值敏感的SBA-15/聚丙烯酸(PAA)纳米复合材料,所得纳米复合材料的结构通过XRD、TEM、氮气吸附/脱附、TG、FT-IR等手段进行了表征,并进行了pH敏感性能研究.结果表明,当聚合物(PAA)的量达到20%左右时,复合材料仍然具有较大的孔体积0.5203cm3/g和较高的比表面积334.5m2/g.聚合反应的发生没有破坏SBA-15的有序介孔结构,这种纳米复合材料初步显示出了pH敏感性.这种具有高比表面的pH值响应介孔纳米复合材料,有望在药物缓释领域得到应用.     

SBA-15介孔分子筛吸附电镀废水中Cu2＋的最佳条件和效果

为了开发新型高效廉价的吸咐材料,利用常压微波辐射法在酸性条件下以三嵌段共聚物（P123）为模板剂,制备了高度有序的SBA．15型介孔分子筛。研究了静态条件下SBA-15对电镀废水中Cu2＋的吸附,探讨了SBA-15用量、废水pH值、吸附时间、吸附温度对去除Cun效果的影响。结果表明：废水pH值为5．0,Cu2＋在0—1...     

镧(Ⅲ)对SBA-15分子筛改性研究

借助水热法,利用三嵌段共聚物聚(1,2-亚乙基二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(1,2-亚乙基二醇)为模板剂,正硅酸四乙酯为硅源,强酸性条件下制备了分子筛SBA-15.分别以水及水+乙醇为介质采用LaCl₃溶液与煅烧的主体材料SBA-15分子筛固-液相交换法,制备了La-(SBA-15)复合材料.利用化学分析、粉末XRD、N₂吸附技术、IR评价了制备方法的有效性及对SBA-15分子筛孔结构的影响.结果表明,镧已并入SBA-15分子筛中,SBA-15内表面上的硅羟基团是镧进入的主要位置,部分客体在分子筛孔道内.制得的材料La-(SBA-15)保持高度有序的介孔二维六角结构,不改变载体SBA-15的介孔孔道结构.此外,考察了La-(SBA-15)产物的发光现象.     

MEA、DEA浸渍改性SBA-15对CO_2吸附性能的研究

为实现CO_2的高效捕集,采用浸渍法将MEA、DEA分别负载到介孔材料SBA-15的孔道内,研究改性前后样品对CO_2吸附性能的影响,其中主要分析不同温度下CO_2吸附量的变化情况。通过X射线衍射(XRD)、低温N2吸附-脱附(BET)、热重分析(TGA)等手段对所得样品进行表征。结果表明,MEA、DEA均负载到SBA-15的孔道内部,且没有破坏介孔结构;经MEA、DEA改性后样品的吸附性能显著提高,最大吸附量分别提高了51%和75%。     

I/TiO_2-BiOBr@SBA-15的制备及光催化性能研究

由于有机染料废水具有排放量大、浓度高和难脱色等特点,由此所造成的环境污染问题已经成为人类面临的重大挑战之一。介孔材料因具有高稳定性、孔径可调和高比表面积等优点,被广泛用于光催化降解有机染料领域。但仅靠介孔材料的吸附性能很难将有机染料完全去除。在介孔材料中引入第二金属或金属氧化物是提高其降解效率的一种有效途径。因此,选用非离子表面活性剂三嵌段共聚物EO_(20)PO_(70)EO_(20)(P123)为模板制备介孔SiO_2材料,继而通过静电作用将TiO_2负载到介孔材料表面及内部,并将I和BiOBr分别掺杂和负载到TiO_2表面来调控其能带结构,提高光催化性能,重点研究不同TiO_2与BiOBr的物质量比对光催化降解效率的影响。结果表明,当TiO_2与BiOBr的物质量比为3:1时,对罗丹明B的光催化降解性能最好,在紫外-可见光灯照射后10 min对罗丹明B的降解率可达100%,所制备的介孔I/TiO_2-BiOBr@SBA-15复合材料有望用于工业废水的处理。     

介孔材料SBA-15/环氧树脂复合材料的制备和固化动力学

通过溶胶-凝胶方法合成并接枝修饰介孔材料SBA-15,再通过热分析方法研究了介孔材料SBA-15和环氧树脂复合材料的固化动力学。主要对环氧树脂体系的固化过程和介孔材料(SBA-15)表面羟基和甲基对该固化过程的影响进行研究。结果表明,SBA-15对环氧树脂固化的催化作用主要表现在两个方面:一方面是表面羟基基团催化作用,另一方面是其空间限制的较微弱催化作用。从固化动力学角度来说,低分子量液体双酚A型环氧树脂(DGEBA)和二乙基甲苯二胺(DETDA 80)体系和SBA15-CH3的体系都能很好地符合Kamal自催化动力学模型,在加入SBA15-OH体系使固化初始阶段醚化反应强烈,不能符合Kamal模型。     

六方相介孔SiO2孔径及壁厚调节

以表面活性剂聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为共模板剂并通过控制其物质的量比合成了具有不同孔径和壁厚的六方相介孔SiO2材料,以XRD,N2吸附方法进行了表征.结果显示,随CTAB与P123物质的量比的增加介孔材料孔径减小而壁厚呈增大趋势,但介孔规整度有所降低.初步研究表明,相比杂原子如钒、铁修饰以单一P123作为模板剂合成的SBA-15,所合成材料在苯乙烯过氧化氢选择氧化反应中催化性能有较大改进.苯甲醛选择性保持95％左右不变,而苯乙烯转化率分别由20.1％(Fe-SBA-15)和25.1％(V-SBA-15)提高到36.8％ (F-S)和44.6％(V-S).     

不同孔径SBA-15内甲基丙烯酸甲酯的反向原子转移自由基溶液聚合

用不同孔径的介孔材料SBA-15作为"微反应器",在其孔道内进行甲基丙烯酸甲酯(MMA)的反向原子转移自由基聚合反应(RATRP)。分别通过氮气吸附/脱附、X射线粉末衍射和透射电镜表征了介孔材料和产物的孔参数、晶体结构和形态;采用热重分析、差示扫描量热、凝胶渗透色谱、核磁共振等手段对所得产物在介孔材料中的含量、玻璃化转变温度(T_g)、相对分子质量和立体规整度进行了测试表征。结果表明,MMA在不同孔径介孔材料SBA-15孔道内成功进行了RATRP;聚合后的复合材料保持了介孔材料SBA-15的结构,比表面积、孔体积均有所下降。随着SBA-15的孔径增加,内部所得聚合物的数均相对分子质量最大增加1.25倍,T_g最大升高了18.4℃,间规立构比例逐渐上升。     

巯基功能化短孔道有序介孔材料HS-Zr-Ce-SBA-15的合成及吸附性能

以P123为模板剂,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,氧氯化锆和硝酸亚铈为无机前驱盐,3-巯基丙基-三甲氧基硅烷（MPTMS）为硅烷化试剂,通过一步共缩聚法合成了巯基功能化短孔道有序介孔材料HS-Zr-Ce-SBA-15（HS-ZCS）。采用红外光谱（FT-IR）、小角X射线衍射（LXRD）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、N2吸附/脱附、热重分析（TG）等手段对HS-ZCS进行了表征。结果表明MPTMS成功地引入到有序介孔材料上,HS-ZCS仍保持了类似于传统SBA-15高度有序的二维六方相介孔结构。对罗丹明6G的吸附实验表明,这种功能化短孔道介孔材料表现出比传统的长孔道SBA-15有更好的传输能力。     

介孔SBA-16负载毒死蜱载药微球的制备及其表征

以三嵌段共聚物F127(分子式为(EO)_(106)(PO)_(70)(EO)_(106))为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,水热合成法制备介孔二氧化硅SBA-16,采用浸渍法将毒死蜱负载于SBA-16制得毒死蜱/SBA-16载药微球,通过FT-IR、XRD、氮气吸附-脱附、TG、DSC等手段对样品进行了表征,并探究了负载毒死蜱前后SBA-16的结构及其载药量。研究结果表明,毒死蜱以非结晶态均匀负载于SBA-16孔道中;SBA-16和毒死蜱/SBA-16载药微球的N2吸附-脱附等温线仍为H1型滞后环的Ⅵ型,且具有良好的有序介孔结构;该载药微球中负载毒死蜱的质量分数为7.6%。     

功能化介孔吸附剂的制备及其对银离子吸附性能的研究

以F127和CTMABr为模板剂,采用一步法经水热合成了巯基(-SH)修饰的新型介孔吸附剂,并将其应用于水溶液中Ag 的去除研究.分别考察了初始pH值、振荡时间、Ag 初始浓度和金属离子竞争对介孔吸附剂性能的影响.结果表明,在pH 5～6的范围内该吸附剂Ag 吸附量最大(Q=2.998mmool/g),其吸附机理是巯基(-SH)与Ag 的离子交换和配位化学吸附反应.在Cu2 、Ni2 、Co2 和pb2 等竞争性金属阳离子存在的情况下,Ag 去除率仍然高达90%以上.该介孔吸附剂对Ag 具有较高的吸附效率,其吸附符合Langmuir模型.     

简易合成不同孔径尺寸的半石墨化有序介孔炭

以SBA-15介孔硅为模板,硼酸为扩孔剂,调控合成出不同孔径尺寸的半石墨化有序介孔炭.采用X射线衍射仪(XRD)、氮气吸附、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG),以及拉曼(Raman)光谱等手段对样品的成分、结构和形貌进行了分析.结果表明:通过合成过程添加硼酸的方法可以实现对介孔炭材料的孔径在3nm～7nm范围内精确调控,而且合成的介孔炭材料具有半石墨化的墙壁结构.该方法简单易行,对介孔炭材料的孔结构调控合成具有很好的应用价值.     

巯基改性SBA-15的制备及其对Cr6+的吸附

环境中存在的重金属铬对人体健康有严重的危害, 本研究采用水热共缩聚法制备了一种对Cr ⁶⁺有较高吸附能力的介孔材料SBA-15-SH。经红外光谱证实, 通过使用改性硅源3-巯丙基三甲氧基硅烷, 对SBA-15成功实现了巯基改性。经扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察, 所制备的材料呈棒状, 具有均匀的孔道结构, 孔径约为7 nm。将制备材料用于重金属Cr ⁶⁺的吸附, 研究了吸附时间、环境温度、Cr ⁶⁺溶液pH和初始浓度以及吸附剂用量对吸附剂吸附性能的影响。研究表明: 该材料吸附Cr ⁶⁺的平衡吸附时间约10 min, 吸附过程符合Langmuir方程与伪二级动力学模型。当Cr ⁶⁺溶液pH为4.0、吸附温度在25~45 ℃时, 介孔材料SBA-15-SH对Cr ⁶⁺吸附量最大, 达到6.85 mg/g。将本方法用于自来水和工业废水中Cr ⁶⁺的吸附, 回收率介于95%~105%之间。     

采用不同钛源合成介孔钛硅催化材料的研究

利用聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)作为结构导向剂,用氯化钾调控材料的形貌,以1,3,5-三甲苯(TMB)为分子筛的扩孔剂,钛酸正丁酯和四氯化钛作为不同的钛源,原位一步法合成出Ti-SBA-15分子筛。在高温煅烧除去模板剂之后,利用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱、扫描电镜以及N2吸附-脱附曲线对合成的介孔材料进行表征。结果表明:合成的介孔钛硅材料具有有序的孔道结构,钛在SBA-15的孔道内,钛在硅中的分散好。以钛酸丁酯为钛源合成的Ti-SBA-15呈规则的球形,平均直径为3.0μm;四氯化钛为钛源合成的Ti-SBA-15没有规则的形状,大小也不均一。     

功能化SBA-15介孔材料的制备及其吸附性能研究

硅基介孔材料因其特有的特性,被用于去除废水中重金属离子的吸附剂.为了提高对目标污染物的吸附容量, 本文采用一步法和两步法制备了氨基或巯基功能化SBA-15介孔材料,利用傅里叶红外光谱仪、场发射扫描电镜、X射线衍射仪和氮气吸附脱附表征测试了材料的化学组成、微观形貌和物相结构.测试结果显示经功能化处理后的样品成功地接枝氨基或巯基功能基团.研究发现,经功能化处理后,材料的骨架结构及介孔孔道均未被破坏,但有序性下降且出现少许团聚,物性参数也有一定程度下降,功能化材料对Zn²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺和Cu²⁺的吸附率均有大幅度提高.经氨基或巯基功能化后,SBA-15介孔材料对水体中重金属离子的吸附率有很大提高,但一步法制备的功能化硅基介孔材料因模板剂去除不彻底而影响了对重金属离子的吸附效率,两步法制备的功能化硅基介孔材料对重金属离子的吸附效果更好,说明本文的功能化硅基介孔材料工艺是可行有效的,但两步法合成的功能化介孔材料具有更好的吸附效果.     

以嵌段共聚物为结构导向剂的SBA-15和SBA-16的合成及表征

利用嵌段共聚物P123和F127分别在强酸性条件下合成了两种结构不同的介孔氧化硅材料:一维直孔道六方相的SBA-15和三维立方相的SBA-16,并通过XRD、N₂吸附-脱附、HTEM等手段对材料进行了研究。结果表明:商品化的嵌段共聚物作为结构导向剂合成的介孔氧化硅材料SBA-15和SBA-16孔道规整有序,比表面积分别达到765m²·g^-1和930m²·g^-1,相应的最可几孔径分别为6.46nm和3.92nm,这有利于介孔材料向经济实用方向发展。     

Fe3O4/壳聚糖磁性微球功能化SBA-15介孔分子筛的合成

通过反相悬液交联法制备出了Fe3O4壳聚糖磁性微球,以3-丙胺基三乙氧基硅烷(APTES)为硅烷偶联剂,采用后修饰法得到硅烷化SBA-15介孔分子筛.以戊二醛为交联剂将Fe3O4壳聚糖磁性微球接枝在硅烷化SBA-15介孔分子筛上.运用X射线衍射、傅里叶红外光谱等手段对Fe3O4壳聚糖磁性微球(MCS)接枝后的硅烷化SBA-15介孔分子筛进行了表征.分析结果表明,Fe3O4壳聚糖磁性微球通过硅烷偶联剂以化学键形式结合在SBA-15介孔分子筛上.