聚乙烯吡咯烷酮模板剂制备介孔材料的研究进展

综述了使用聚乙烯吡咯烷酮与阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂复合制备不同形态的介孔二氧化硅材料和复合介孔硅基材料的研究进展。介绍了以聚乙烯吡咯烷酮为单模板剂或复合模板剂制备球状、层状以及纤维状等非硅基介孔材料的合成方法。     

聚乙二醇模板剂制备介孔材料的研究进展

聚乙二醇作为模板剂被广泛用于介孔材料的制备。介绍了使用单一聚乙二醇模板剂合成硅基、非硅基、复合类介孔材料的研究工作,探讨了聚乙二醇与表面活性剂、非表面活性剂类物质作复合模板剂制备介孔材料的方法。综述了聚乙二醇单一模板剂及复合模板剂制备介孔材料的机理。     

介孔分子筛材料的发展及其研究进展

介绍了介孔分子筛的类型、特性及发展,包括硅基和非硅基介孔分子筛,各种含过渡金属原子和负载有金属及其络合物的介孔分子筛。论述了合成介孔分子筛所用的各类模板剂,如阳离子,阴离子,非离子,双子表面活性剂和混合模板剂以及对合成的介孔分子筛的结构的影响。综述了介孔分子筛的合成方法及研究进展,包括水热合成法、微波和超声合成方法,以及在非水介质中合成介孔分子筛的方法。     

复合模板法制备非硅基介孔材料的研究进展

综述了利用阴离子、阳离子、非离子表面活性剂及非表面活性剂复合模板制备氧化钛、氧化铝及掺杂介孔材料等非硅基介孔材料的研究进展,探讨了复合模板在无机-有机协同自组装过程中的作用,并展望了未来复合模板在介孔及介孔复合材料制备、性能研究中的前景.     

新型两亲性嵌段共聚物导向合成有序大孔径介孔材料的研究进展

自从1992年首次报道介孔氧化硅分子筛M41S系列以来, 人们采用各种商业化表面活性剂为模板, 合成了多种骨架组成、丰富的有序介观结构、不同孔径尺寸的介孔材料, 并将其应用在能源、环境、催化等诸多领域。然而, 由于常规商业化模板剂的分子量大小有限, 合成的介孔材料具有较小的孔径(< 8.0 nm), 从而极大地限制了其面对大尺寸客体分子的相关应用。此外, 利用常规模板剂难以合成出具有晶化墙壁的介孔金属氧化物材料。近年来, 大分子量两亲性嵌段共聚物相继被报道用来合成新型介孔材料, 本文将综述基于这种嵌段共聚物为模板剂合成各种具有大孔径和晶化墙壁介孔材料的研究进展。     

利用双子表面活性剂辅助制备纳米材料和介孔材料的研究进展

纳米材料的特殊结构决定了其具有大的比表面积、高的表面活性等特点,因而在力学、热学、光学、电磁学等方面都具有广泛的应用。以表面活性剂形成的胶束和乳液等为模板制备纳米材料是一种常见的方法,该方法可以大大降低溶剂的表面张力并改变体系的界面组成和结构,已经引起了研究者们的高度重视。有序介孔材料具有规则可调的纳米级孔道,可用作吸附剂、催化剂、催化剂载体或模板。以表面活性剂自组装形成的聚集体为模板合成有序介孔材料由于操作简单,且材料的孔道分布更为均一,因而成为了最常见的制备方法。但目前在纳米材料及介孔材料的制备中,普遍使用传统的单链表面活性剂作为模板剂,由于该种表面活性剂结构单一,因而以其为模板所生成的纳米材料及介孔材料暴露出形貌单一且结构不易调控等缺点。双子表面活性剂由于具有特殊的胶束自组装行为、高的表面活性及分子结构中疏水链段与联结基组成可调等特点,可实现纳米材料更加良好的分散及制备具有独特形貌的纳米材料和介孔材料。根据国内外研究进展,本文从双子表面活性剂在溶液中形成的各种有序聚集体——胶束(反胶束)、囊泡及液晶等角度出发,综述了以其为模板或者微反应器制备纳米材料的研究进展,同时对以双子表面活性剂为稳定剂辅助制备纳米材料的研究进展进行了阐述,并总结了双子表面活性剂辅助制备介孔材料过程中其结构参数变化对介孔材料形貌的影响,最后对双子表面活性剂辅助制备纳米材料及介孔材料的前景进行了展望。     

磷酸介质体系中合成Al-SBA-15介孔分子筛的研究(英文)

以正硅酸乙酯为硅源,非离子表面活性剂P123为模板剂,异丙醇铝为铝源,在磷酸介质中合成出了Al-SBA-15介孔分子筛。采用XRD、TEM、SEM、N2-BET、TG-DTA等表征手段,考察了所得材料的物化性能。分析了初始溶液中硅铝比对介观结构的影响。所得材料在XRD谱图中(100)、(110)和(200)处出现较强衍射峰,氮气吸-脱附曲线为典型的Ⅳ型且有H1滞后环,结合TEM分析表明产物具有二维六方排列的介孔结构(空间群为p6mm),SEM结果表明相对纯硅SBA-15,Al-SBA-15介孔分子筛长程有序性没有受到限制。     

软模板法制备高比表面CeO_2-ZrO_2介孔结构材料及其表征

以非离子表面活性剂P123为模板剂,ZrOCl2.8H2O和Ce(NO3)3.6H2O为原料,制备出高比表面的CeO2-ZrO2复合氧化物介孔材料;研究制备CeO2-ZrO2介孔材料的主要影响因素,确定最佳合成参数;分析了CeO2-ZrO2介孔材料的形成和结构。     

模板剂对合成硅铝酸盐介孔材料的影响

为探究模板剂在合成介孔材料过程中的关键作用,本文以偏铝酸钠和水玻璃为导向剂,采用水热法在不同模板剂条件下合成硅铝酸盐介孔材料。利用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)以及比表面积测定仪(N₂吸附/脱附)对合成样品进行表征分析,研究了模板剂种类、质量浓度及煅烧脱除模板剂温度对合成硅铝酸盐介孔材料的孔结构、形貌及性能参数的影响。研究表明,6种不同模板剂合成的硅铝酸盐介孔材料均存在明显短程有序结构,最佳模板剂为F108(PEO₁₃₃-PPO₅₀-PEO₁₃₃),质量浓度为0.04 g/mL,煅烧温度550 ℃时合成的硅铝酸盐介孔材料的结构参数达到最优。     

囊泡状介孔SiO2合成因素的研究进展

讨论了利用不同类型的表面活性剂作模板,通过硅源的水解与凝聚反应得到不同孔径的囊泡状介孔SiO2的合成过程。综述了通过改变不同反应物(模板剂、硅源、助剂)及反应条件(温度、pH值)调控囊泡形成及介孔结构转变的相关机理,并对囊泡状介孔SiO2的应用和发展前景进行了展望。     

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。     

洋葱状介孔碳/硅复合材料的合成及其性能研究

使用非离子表面活性剂P123作为模板剂,低相对分子质量酚醛树脂为碳源,正硅酸四乙酯为硅源,绿色无毒的表面活性剂Span80为扩孔剂,通过调整酚醛树脂及扩孔剂的用量,利用水热法制备出一系列功能性洋葱状介孔碳/硅复合材料。利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜和氮气吸附-脱附等分析方法对洋葱状介孔碳/硅复合材料的颗粒形貌、粒径、比表面积、孔径分布进行表征,并研究了复合材料的吸附性能。结果表明,当扩孔剂Span80用量为0.4g,低相对分子质量酚醛树脂用量为1g、2g、3g时,合成的复合材料呈球形颗粒状,具有明显的层状结构,洋葱状形貌最佳,孔径在3～5nm之间,分布均一。洋葱状介孔碳/硅复合材料的氮气吸附-脱附等温线属于Ⅳ型等温线,滞后环为H2型滞后环,孔结构呈墨水瓶状。在最佳吸附条件下,洋葱状介孔碳/硅复合材料对罗丹明B和甲基橙染料的去除率均高达99%以上。     

高分子聚合物模板剂制备介孔材料的研究

高聚物模板剂在介孔材料的合成中起着重要的作用,选择不同的高聚物模板剂可以合成出具有不同形态结构的介孔材料。对介孔材料合成中使用的高聚物模板剂如单一高聚物模板剂、复合高聚物模板剂和天然高聚物模板剂等,进行了综述。     

离子液体在介孔材料制备中的应用

离子液体作为一种新型绿色环保溶剂,本身独特的性质完全可以替代并超过普通的有机溶剂,因而用它来合成介孔材料引起了广大科技工作者的关注.综述了离子液体分别作为溶剂、共模版和模版表面活性剂用于制备介孔材料的最新进展,并对离子液体应用于介孔材料制备中的发展方向和研究热点进行了分析和展望.     

Gemini作模板剂制备尺寸可控的二维介孔二氧化硅

合成不同联接链长度(s=2,4,6)和不同烷基链长度(m=8,12,16)两个系列的m-s-m型Gemini阳离子表面活性剂作模板剂,采用氧化石墨烯作基底,正硅酸四乙酯作硅源,利用不同Gemini在碱性条件下组装形成的胶束不同,得到一系列氧化石墨烯基二维介孔二氧化硅复合材料(GOMS)。这种材料具有较大的比表面积,可作为模板进一步制备其他多种材料的大比表面积的二维材料。实验结果表明,使用Gemini均可在氧化石墨烯基底上形成二氧化硅介孔,且表面活性剂的联接链和烷基链的长度会影响孔径尺寸,烷基链越长,得到的材料孔径越大,联接链越长,孔径反而越小,通过控制表面活性剂可以得到孔径在一定范围内可控的二维介孔模板,这不仅可以拓宽前驱体材料的选择范围,还可在一定程度上调控材料的应用性能。     

有序介孔材料的合成及应用

自从1992年Mobil公司的研究人员选用烷基季铵盐阳离子表面活性剂作为模板剂,首次合成了介孔氧化硅分子筛M41S系列以来,中孔SiO2纳米粒子(MSNs)始终吸引研究人员,因为介孔材料具有大比表面积、高孔道规整度和孔径分布范围集中等优点,而且具有优良的结构可设计性。结合国内外研究成果,主要介绍了介孔SiO2材料的不同合成方法,如溶胶-凝胶法、微波辅助技术、化学蚀刻技术和模板法等,并简单介绍了其应用,对其未来的发展前景进行了展望。     

介孔分子筛孔尺寸表征方法比较

MCM-41是由表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板剂经水热合成，550℃煅烧5h制备的规则硅质六方介摘要孔材料；Ti-MCM-41是在MCM-41的基础上，将Ti离子涂敷引入到MCM-41的介孔中合成的。该类材料孔尺寸的表征方法有N2吸附、透射电镜TEM、SAXS等，其中N2吸附、透射电镜是传统的介孔尺寸的表征方法，SAXS是近年新的介孔尺寸的表征方法。比较了Ti-MCM-41材料的孔尺寸的表征方法，得出：SAXS得到的Ti-MCM-41孔径与TEM照片的结果符合较好，但与N2吸附的结果偏差较大。SAXS、TEM、N2吸附-脱附等温线给出的Ti-MCM-41的平均孔径分别为2.00nm、2.15nm、3.60nm。     

溶胶-凝胶法室温合成介孔二氧化硅

以阳离子表面活性剂CTAB为模板,正硅酸四乙酯TEOS作硅源,在室温条件下制备介孔二氧化硅,用SEM、TEM、气体吸附等方法对产物进行表征,探究合成介孔二氧化硅的影响因素并解释合成机理。结果表明,较高的pH值以及较长的CTAB溶解时间明显改善了产物的孔径分布,EtOH的加入可提高体系的分散度,而单独控制TEOS水解效果甚微。Al 3+使得产物有序性下降,模板剂的去除方式影响试样外观和产率。说明合成过程是以CTAB形成的规则胶束为模板,TEOS嵌入至有序网络中,随后去除模板剂即得介孔结构。     

不同长度的棒状有序介孔炭的双电层电容性能（英文）

将三嵌段共聚物P123既充当结构导向剂又作为碳源,通过硫酸处理,并采用直接炭化硅/P123复合材料的方法制备出棒状有序介孔炭,避免了传统硬模板法中需要除去昂贵的表面活性剂与反复浸渍的过程。通过改变合成参数,制备出不同长度的、从一微米到几十微米变化的棒状有序介孔炭材料。采用SEM,HR-TEM,XRD与N_2吸脱附等对有序介孔炭材料的形态、结构以及孔特点进行表征,并将其作为双电层电容器的电极材料进行电化学测试,以期关联形貌、结构(尤其是棒长度)与其电化学性能的关系。结果表明在这些炭材料中,最长的介孔炭具有最高的比容量17 F/g。在2000 mA/g电流密度下,具有双孔径的介孔炭表现出最高的容量保持率(92%)。     

ZSM-5分子筛介孔的构筑

在微孔结构的ZSM-5沸石分子筛中构筑介孔,可以有效地解决ZSM-5分子筛在催化反应过程中的扩散传质和催化剂失活问题.重点阐述了在初始的合成体系中加入炭黑、介孔碳、表面活性剂等作为模板剂来构筑含介孔结构的ZSM-5和利用碱液或酸液对已合成的微孔的ZSM-5进行后处理来构筑介孔,并对含有介孔结构的ZSM-5的性质和相关的应用做了评价和展望.