晶化温度对介孔材料SBA-15结构与形貌的影响

以P123嵌段共聚物表面活性剂为模板剂,在不同晶化温度下合成了不同孔径和比表面积的六方相介孔氧化硅SBA-15,通过XRD, SEM, N2吸附-脱附及TEM等手段系统考察了不同晶化温度对SBA-15晶胞参数、比表面积、孔径及形貌的影响,得到反应最佳晶化温度为120℃. 随着晶化温度的升高,SBA-15的孔径增大,比表面积下降,团聚体颗粒打开形成散落短棒状. 同时还对温度影响SBA-15结构和形貌的机理进行了探讨.     

SBA-15分子筛的合成研究

采用水热法,以三嵌段共聚物聚(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,利用粉末X射线衍射、N2吸附-解吸附技术和红外光谱评价了不同搅拌时间、晶化程度等合成条件对SBA-1 5生成效果的影响.SBA-15粉末样品X射线衍射结果发现:SBA-15分子筛在搅拌2 h就生成.红外光谱表征结果证实了分子筛骨架的存在.通过吸附研究,发现制备的样品平均孔径为8.14 nm,孔体积为1.059 cm3/g,比表面积可达1035.7 m2/g.     

酸的种类及浓度对SBA-15有序介孔分子筛结构与形貌的影响

采用水热法,以三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯为模板剂,正硅酸乙酯为无机硅源,分别在不同浓度的H2SO4及HCI介质中合成了有序介孔分子筛SBA-15.通过X射线衍射、Fourier红外光谱、扫描电镜、透射电镜、N2吸附-脱附等手段对产物的形貌和结构进行表征.结果表明:酸的浓度影响产物的形貌和结构,H2SO4的摩尔浓度由0.1 mol/L增至2.3 mol/L,SBA-15的结构长程有序度和比表面积值先增大后减小,孔径则先减小后增大;H2SO4的摩尔浓度由0.2 mol/L增至2.3mol/L时,团聚物颗粒单元长度由3 μm降至0.5μm.在H2SO4介质中,更有利于SBA-15有序结构的保持.     

中微双孔分子筛SBA-15的合成

采用P123(PEO20PPO70PEO20)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源试剂,在强酸溶液中采用水热晶化法合成中微双孔分子筛SBA-15,并考察模板剂浓度、反应温度,离子导向剂和共溶剂对中微双孔分子筛SBA-15的影响.结果表明:控制合成温度可以精确调控SBA-15的介孔孔径;引入离子导向剂后合成的SBA-15具有更好的介孔有序性;加入共溶剂N,N-二甲基酰胺(DMF)会破坏SBA-15孔道的有序性,孔壁变薄,但可以提高分子筛的比表面积和孔容,大幅度提高孔径;采用乙醇后处理分子筛SBA-15有利于保持分子筛骨架.合成中微双孔分子筛SBA-15的合适条件为P123,TEOS,NaCl,HCl与H2O物质的量之比0.017∶1∶1.5∶9.86∶137,反应温度40℃,P123自组装反应时间4 h,与硅源组装老化时间24 h,晶化温度100℃,晶化48 h,在此条件下得到高质量的中微双孔分子筛SBA-15对苯吸附量接近1 000mg/g.     

非诺贝特/介孔二氧化硅的制备及缓释性能研究

采用单模板剂P123在强酸条件下合成具有二维六方相的SBA-15,采用双模板剂P123和F127在强酸条件下合成具有三维立方相的SBA-16。采用共沉淀法将非诺贝特负载于两种载体上,并通过扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附的材料表征方法对载药前后载体材料的性质进行研究。结果表明,SBA-15和SBA-16孔径分别为5.77 nm和3.95 nm,比表面积分别为690.19 m~2/g和807.02 m~2/g,载药量分别为32%和15%,载药后介孔材料的平均孔径、孔容及比表面积都有所降低。在不同pH溶出介质中,SBA-15和SBA-16两种介孔硅材料均起到一定缓释效果,酸性条件中,SBA-16缓释性能高于SBA-15,碱性条件下,两种材料缓释性能相近。     

介孔材料TiO2/SBA-15制备及光催化性能研究

以三嵌段共聚物P123为结构导向剂、甘油作为助溶剂合成了孔道长度可控的六方介孔硅基材料SBA-15,随后在绿色溶媒超临界二氧化碳中合成介孔材料TiO2/SBA-15,利用XRD、N2吸附-脱附、SEM、TEM和EDX等技术对其结构进行分析表征。结果表明甘油的加入可以有效调控SBA-15的孔道长度,TiO2纳米颗粒负载之后,SBA-15六方介孔结构可以得到保持。以染料亚甲基蓝作为模拟污染物对其进行光催化降解测试,合成的负载材料TiO2/SBA-15的降解效果要远远超过纳米TiO2颗粒,同时SBA-15孔道长度越短,其降解效果越好。     

介孔SBA-15负载磷钨酸催化四氢呋喃聚合的研究

以SBA-15为载体负载磷钨酸(HPW),用于催化四氢呋喃(THF)开环聚合,采用在线反应红外分析仪(ReactIR)测定THF转化率,实验考察了HPW负载质量百分比、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)/SBA-15质量比和载体SBA-15孔径等因素对催化剂的催化性能和THF转化率的影响。结果表明:采用直接浸渍法负载HPW,HPW最优负载质量百分比为40%;将SBA-15进行氨基改性后负载HPW,最优APTES/SBA-15质量比为mAPTES/mSBA-15=0.0712,且通过氨基改性可有效改善催化剂的重复利用性能;当载体SBA-15的比表面积较大时(853 m2·g-1)或孔径较大(比表面积较小498~585 m2·g-1)时,所制备的催化剂具有较高的催化效率、聚合产物平均分子量较大,催化剂的催化效率和聚合产物分子量随着孔径增大而增大。     

不同形貌AuAg/SBA-15的微波可控合成及其催化性能研究

采用微波辅助合成的方法制备出不同形貌的AuAg/SBA-15催化剂。表征结果表明:AuAg合金纳米粒子被限域在SBA-15介孔分子筛的孔道中,增强了活性组分与载体间的作用力,提高了催化剂的稳定性。4-硝基苯酚还原性能结果表明:催化剂的孔径和孔道结构对其催化性能具有重要的影响,其中具有短孔道和大孔径的片状AuAg/SBA-15表现出较好的扩散性能,并在4-硝基苯酚还原反应中具有较高的活性。     

非诺贝特/介孔二氧化硅的制备及缓释性能研究

采用单模板剂P123在强酸条件下合成具有二维六方相的SBA-15,采用双模板剂P123和F127在强酸条件下合成具有三维立方相的SBA-16。采用共沉淀法将非诺贝特负载于两种载体上,并通过扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附的材料表征方法对载药前后载体材料的性质进行研究。结果表明,SBA-15和SBA-16孔径分别为5.77 nm和3.95 nm,比表面积分别为690.19 m²/g和807.02 m2/g和807.02 m²/g,载药量分别为32%和15%,载药后介孔材料的平均孔径、孔容及比表面积都有所降低。在不同pH溶出介质中,SBA-15和SBA-16两种介孔硅材料均起到一定缓释效果,酸性条件中,SBA-16缓释性能高于SBA-15,碱性条件下,两种材料缓释性能相近。     

微波辅助合成介孔SBA-16的实验研究

研究了微波加热技术快速合成介孔分子筛SBA-16,采用三嵌段共聚物F127为模板剂,Na_2SiO_3·9H_2O作为硅源,在酸性条件下,微波辅助加热120 min后,合成出了介孔材料SBA-16。通过X射线衍射、扫描电镜、N_2吸附-脱附等手段对SBA-16的物相结构和形貌特点进行了表征。结果表明,微波辅助溶胶-凝胶法能够快速制备SBA-16,所得产品外貌为球形,结晶度较高,多孔结构发达,平均孔径为9.060 nm,孔容为0.672 cm~3/g,比表面积为650.1 m~2/g。     

聚噻吩/SBA-15的合成与表征

以FeC l3为氧化剂,采用原位化学聚合的方法制备了聚噻吩/SBA-15新型复合材料,并对其结构和性能进行了表征。结果表明,小角X射线衍射和氮气吸附与脱附说明复合材料具有规则的介孔结构并且孔径明显小于分子筛SBA-15的孔径,红外光谱分析进一步证明PT进入了SBA-15的介孔孔道内,热重分析表明,聚噻吩进入孔道之后热稳定性得到了提高。     

不同形貌SBA-15的控制合成

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为模板剂,壳聚糖为添加剂,制备出不同形貌的SBA-15。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附/脱附等手段对样品进行了表征。结果表明,通过改变壳聚糖用量,可制备出具有有序二维六方介孔结构、较大的比表面积和孔容的四种不同晶粒形貌SBA-15,即球状、棒状、片状和弯曲颗粒状,实现SBA-15的形貌可控合成。     

高温下碳对SBA-15结构的影响研究

以介孔分子筛SBA-15为考察对象,蔗糖为碳源,浓硫酸为碳化剂,制备了C/SBA-15复合材料.在氩气氛下进行热处理,考察了在碳存在的情况下,热处理温度对SBA-15物相、组成和结构的影响规律.采用X射线衍射分析(XRD)、N2吸附-脱附等温线、扫描电镜(SEM)等测试手段对产物的晶相、化学组成和形貌进行分析.结果表明,经800～1200℃高温处理,SBA-15主要以无定型氧化硅存在,有序介孔孔道均有部分保持,同时,随着热处理温度升高,SBA-15孔道的有序度降低,比表面、孔容和孔径逐渐减小.当温度升高到1300℃时,碳不仅起到支撑孔道的作用,也作为反应物与氧化硅反应生成碳化硅.而没有碳支撑的SBA-15在1000℃介孔结构完全消失,在1200℃即开始生成方石英相,1300℃完全转为方石英.碳在SBA-15热处理的过程中不仅起到对介孔结构的支撑作用,且能抑制无定形二氧化硅向晶体方石英的转变.     

HNO3氧化脱除SBA-15中有机模板剂的研究

以硝酸为氧化剂,研究了不同浓度硝酸溶液对不同用量SBA-15前驱体中模板剂的脱除效果.产物结构和形貌采用X射线衍射、Fourier红外光谱、透射电镜、N2吸附-脱附等手段进行表征.结果表明:用2.0 mol/L HNO3对模板剂进行氧化脱除,脱除率达到82.5%;分子筛无机骨架结构保持完好,与传统高温焙烧相比,产物具有较大的孔径.     

氧化锌/SBA-15复合材料制备及其光致发光性质

以三嵌段共聚物(P123)为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,在强酸性体系中利用水热法制备了分子筛SBA-15。以SBA-15为载体,利用等体积浸渍法将氧化锌负载到介孔分子筛SBA-15上,制得氧化锌/SBA-15。用X射线衍射(XRD)、低温氮气吸附-脱附和光致发光光谱(PL)等方法对样品进行表征。结果表明,SBA-15具有很高的有序性;氧化锌负载到SBA-15分子筛孔道中,有序度有所降低;氧化锌/SBA-15样品显示出优良的发光特性。     

MCM-41和SBA-15动态吸附VOCs特性和穿透模型

采用模板剂法制备了具有规整孔道的MCM-41和SBA-15介孔分子筛,考察了两种介孔分子筛动态吸附甲苯、邻二甲苯、均三甲苯的特性.结果表明,MCM-41平均孔径小,孔壁叠加作用力强,更适合吸附中、低浓度的VOCs,对芳烃类VOCs为典型的I型吸附等温线;SBA-15具有微孔和介孔共存的特点,平均孔径大,对大分子和高浓度...     

介孔材料SBA-15固定化脂肪酶的研究进展

介孔材料由于其孔道分布有序且孔径均匀等优点而在固定化酶催化领域引起人们的广泛关注.本文综述了新型介孔材料SBA-15对脂肪酶固定化的研究进展.总结了SBA-15的孔径大小、形貌及等电点等因素对脂肪酶固定化的影响.归纳了SBA-15上三种不同固定化方法的优缺点,并介绍了SBA-15固定化脂肪酶在手性拆分、酯水解、酯合成及转醇化反应等领域的应用.最后提出SBA-15固定化脂肪酶在发展过程中存在的问题以及今后的发展趋势.     

SBA-15和SBA-16介孔二氧化硅的载药及释药行为研究

采用水热合成法制备了SBA-15和SBA-16介孔二氧化硅载体材料,利用浸渍法将模型药布洛芬负载于2种载体上,通过溶出实验测定了载药后载体的释药行为,并利用SEM、TEM、IR、XRD、N2吸附-脱附对载药后载体材料的结构进行了表征。结果表明,SBA-15和SBA-16的载药量分别为30%和29%,药物成功装载于介孔孔道中没有影响介孔二氧化硅的骨架结构,但孔径、孔容及比表面积都有所降低。药物负载于SBA-15载体上呈速释特性,负载于SBA-16载体上呈缓释特性。     

以微晶纤维素为助剂制备Ni/SBA-15加氢脱芳催化剂

以微晶纤维素（MCC）为辅助模板剂,制备了SBA-15介孔分子筛,并以该材料为载体制备了Ni/SBA-15-MCC加氢脱芳催化剂。通过XRD、N2吸附-脱附、FTIR、XPS、H2-TPR和SEM等手段对催化剂进行了表征,以萘的十二烷溶液为模拟油,在微型固定床反应器上评价了其催化性能。结果表明：与未添加MCC的Ni/SBA-15催化剂相比,Ni/SBA-15-MCC催化剂的孔径增大,介孔有序度更高,Ni/SBA-15-MCC表面残留的含碳基团使NiO与载体的相互作用力减弱。这些变化有利于减小反应的扩散阻力,有利于NiO分散及还原,缓解萘和四氢萘的竞争吸附,从而提高催化剂的活性及选择性。在反应压力3 MPa,温度280 ℃,氢油体积比360,质量空速2.5 h-1的条件下,Ni/SBA-15-MCC萘转化率接近100%,十氢萘选择性为98%,与Ni/SBA-15相比,分别提高了6%和10%。     

SBA-15微球负载Karstedt催化剂制备及对硅氢加成反应动力学

以三嵌段共聚物P123(EO20PO70EO20)为模板剂、正硅酸乙脂(TEOS)为硅源、氯化氢(HCl)为催化剂,通过水热法制备了介孔Si O2(SBA-15)微球,并以之为载体,制备了SBA-15负载Karstedt催化剂。通过扫描电子显微镜、小角X射线衍射、透射电子显微镜、氮气等温吸附–脱附实验等对催化剂形貌和结构进行表征。结果表明:催化剂直径为2~4μm,该微球具有高度有序二维贯通介孔结构,最可几孔径分布为4.5 nm,比表面积高达628 m2/g。以1-十八烯和三甲氧基硅烷硅氢加成反应为探针反应,研究了不同温度下催化剂的催化性能。当催化剂用量为反应物质量的5%、反应温度为80℃、反应时间为5 h时,1-十八烯转化率可达67.2%,反应活化能为9.176 k J/mol。