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。     

氧化硅介孔泡沫材料固定木瓜蛋白酶的研究

以氧化硅介孔泡沫材料(Siliceous Mesocellular Foam, MCF)为载体对木瓜蛋白酶进行了固定, 并对固定化酶的性能和影响因素以及酶的稳定性作了系统的研究. 结果表明, 木瓜蛋白酶在MCF上能获得较大的负载量（334mg/g MCF）. 固定化木瓜蛋白酶的最适反应温度较游离酶提高了10℃, 最适pH向碱性方向偏移0.5个单位. 固定化木瓜蛋白酶的米氏常数（Km）为6.99×10^-3mol/L, 在八批次操作后酶活保留65.1%. 在4℃条件下放置60d后, 固定化酶的剩余活性仍保持75%以上, 而游离酶的活性只有初始活性的53.6%. 与游离酶相比, 固定化木瓜蛋白酶的pH稳定性、热稳定性、操作稳定性和储藏稳定性都有明显改善, 有利于酶的重复使用和储藏. 介孔泡沫材料是一种良好的木瓜蛋白酶固定载体.     

引发剂用量对SBA-15孔道内甲基丙烯酸甲酯溶液聚合的影响

利用介孔分子筛SBA-15的介孔孔道结构,通过调节引发剂过氧化苯甲酰的用量,在其内部进行了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的原位溶液聚合反应,利用X射线衍射、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱、热重、差示扫描量热等测试手段对所得复合材料及孔道内的聚合物进行研究。结果表明,聚合后,复合材料的比表面积、孔径、孔容降低,但仍保持介孔结构;孔道内聚合物相对分子质量是常规溶液聚合的几十倍,随着引发剂用量的增加,孔道内部聚合的PMMA含量增加,相对分子质量下降,相对分子质量分布变宽,热稳定性提高,玻璃化转变温度降低。     

一步法合成具有二级孔道的有序介孔碳材料及其超电容性能研究

以酚醛树脂低聚物为碳前驱体,三嵌段共聚物F127为模板剂,在此过程中加入正硅酸乙酯为硅源,900℃下炭化得到具有介孔结构的碳-SiO2复合物,除SiO2后得到具有二级孔道结构的介孔碳材料.对样品进行透射电子显微镜、N2吸附-脱附表征,并利用循环伏安以及恒电流充放电研究了样品的超电容性能.结果表明,样品具有二级孔道结构,BET比表面积为1657.6m2·g-1,比电容值161.3F·g-1.相比于单一孔道的介孔碳材料,二级孔道结构的介孔碳的循环伏安曲线更接近于矩形,比电容值有了很大提高,随着放电电流的增大其比电容值衰减率更小.     

木瓜蛋白酶在介孔泡沫材料上的固定及性能研究

以氧化硅介孔泡沫材料(Siliceous mesocellular foam,MCF)为载体对木瓜蛋白酶进行了固定,并对固定化后材料的表征、固定化酶的性能以及酶的稳定性进行了研究.结果表明,木瓜蛋白酶在MCF上能获得较大的固定量(334mg/g MCF)和较高的酶活,固定化酶活力为游离酶的95.3%.固定化酶和游离酶的米氏常数Km值分别为6.99×10-3mol/L和6.71×10-3mol/L,并且相对于游离酶固定化酶的热稳定性和储藏稳定性都有明显改善.MCF是一种良好的木瓜蛋白酶固定载体.     

介孔SiO2孔道结构对聚酰胺反渗透复合膜性能的影响

在界面聚合过程中,通过添加改进水热方法制备的球形介孔SiO2纳米材料,制备了改性的聚酰胺反渗透复合膜。使用扫描电镜、X射线衍射和氮气吸附-脱附等手段对制备的介孔SiO2纳米材料进行表征;采用反渗透膜评价装置、原子力显微镜、扫描电镜(SEM)和静态接触角仪器等手段对复合膜的性能和结构进行测试和表征;并对比了相同粒径大小的实心SiO2和介孔SiO2对膜渗透性能的影响。结果证明:成功合成了一种具有孔径分布均匀、粒径均一、比表面积较大、分散性较好的介孔SiO2纳米球形颗粒;SEM表征结果证实纳米材料在膜表面分布均匀,膜表面亲水性能提高,粗糙度变大;膜性能测试结果证实了介孔SiO2的添加使得膜在维持较高截留率的前提下,具有更高的水通量;同时,通过对比相同尺寸的实心SiO2作为添加材料,证实了介孔SiO2的孔道结构更有利于水分子的传输。当介孔SiO2添加质量为0.06%时,水通量由23L/(m2·h)提高至39L/(m2·h),对氯化钠的截留仍然维持在98%以上。     

纳米介孔材料的催化应用前景

介孔材料大的比表面积和规则的孔道结构使其具有很高的活性和极大的吸附容量,大的孔径使其在催化裂化、精细化工等大分子加工领域具有潜在的应用价值。文中介绍了近年来介孔材料在催化领域的应用情况,同时对今后的发展方向和应用前景进行预测和展望。     

SBA-15介孔材料的改性及应用

在介绍介孔分子筛SBA-15改性原理及合成工艺优化研究状况的基础上,从有机基团改性、负载固体酸、金属掺杂及金属化合物掺杂等4个方面详细综述了SBA-15介孔材料在催化领域的应用现状,同时论述了其在吸附、测定与分离、药物输送、制备新材料领域的研究与应用,并展望了SBA-15介孔材料未来的研究方向。     

介孔泡沫及手性介孔材料的制备与应用

介孔泡沫材料具有超大介孔、开放式孔结构、孔径可调等特点,在催化剂载体、酶固定等领域具有明显的优势.手性介孔材料除了具有常规介孔材料的特点外还具有手性,因此在立体化学领域具有潜在的研究与应用价值.综述了介孔泡沫材料以及手性介孔材料的合成与应用.     

硅基、非硅基介孔材料的研究进展

通过对近年来人们所合成的各种硅基、非硅基介孔材料的介绍,比较了不同介孔材料在合成、应用等方面的优缺点,并简述了其将来的发展前景。     

Hierarchical Micro‐ and Mesoporous Zn‐Based Metal–Organic Frameworks Templated by Hydrogels: Their Use for Enzyme Immobilization and Catalysis of Knoevenagel Reaction

Encapsulation of enzymes in metal–organic frameworks (MOFs) is often obstructed by the small size of the orifices typical of most reported MOFs, which prevent the passage of larger‐size enzymes. Here, the preparation of hierarchical micro‐ and mesoporous Zn‐based MOFs via the templated emulsification method using hydrogels as a template is presented. Zinc‐based hydrogels featuring a 3D interconnecting network are first produced via the formation of hydrogen bonds between melamine and salicylic acid in which zinc ions are well distributed. Further coordination with organic linkers followed by the removal of the hydrogel template produces hierarchical Zn‐based MOFs containing both micropores and mesopores. These new MOFs are used for the encapsulation of glucose oxidase and horseradish peroxidase to prove the concept. The immobilized enzymes exhibit a remarkably enhanced increased operational stability and enzymatic activity with a k_cat/k_m value of 85.68 mm s^–1. This value is 7.7‐fold higher compared to that found for the free enzymes in solution, and 2.7‐fold higher than enzymes adsorbed on conventional microporous MOFs. The much higher catalytic activity of the mesoporous conjugate for Knoevenagel reactions is demonstrated, since the large pores enable easier access to the active sites, and compared with that observed for catalysis using microporous MOFs.     

基于酶响应的智能材料研究

酶响应材料是一种新型智能材料,具有广阔的应用前景,因其优异的生物性能受到人们的广泛关注。综述了近年来的酶响应水凝胶材料,总结归纳了酶响应材料的组成、酶的作用方式、材料的响应机理;重点介绍了酶催化下材料的响应,主要包括自组装的形成、破坏,可逆变化。与其他智能材料相比,酶响应材料生物相容性好,降解可控,是未来智能材料的发展方向之一。