溶胶凝胶法制备无机有机杂化材料的研究进展

描述了溶胶凝胶法合成无机有机杂化材料的原理,对于无机有机杂化材料进行了分类,介绍了其合成方法,并详细阐述了无机有机杂化材料的性能及在相关领域的应用。

乙酯SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体超强酸催化合成苯甲酸

采用沉淀-浸渍法制备了SO42-/ZrO2-Al2O3固体超强酸,研究了SO42-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化苯甲酸与乙醇的酯化反应,结果表明最适宜的反应条件为:锆铝摩尔比为1:2,醇酸摩尔比为5,焙烧温度500～600℃,焙烧、反应各4h,催化剂的用量为总量的6.64%。此外,还测定了含氯的固体酸的性能,比较了优化后的固体酸与浓硫酸催化性能。

溶液共混法制备PMMA-Fe_2O_3杂化膜的研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA),α-Fe2O3纳米材料为原料,丙烯酸(AA)为交联剂,采用溶液共混法制备了PMMA-Fe2O3杂化膜。用IR,TG-DTA和SEM对杂化膜进行了测试,结果表明:PMMA通过-COO-Fe键与Fe2O3发生杂化,α-Fe2O3以10 nm^60 nm的形式分散在膜中。杂化膜的附着力、硬度、冲击强度、热稳定性明显优于纯PMMA。杂化膜具有良好的柔韧性和耐溶剂性能,其光泽度随搅拌时间的延长而增加。

SO_4^(2-)/SiO_2-ZrO_2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成研究

目的研究自制固体超强酸对乳酸乙酯的合成反应的催化效果,寻求乳酸乙酯的最佳合成条件。方法采用溶胶凝胶法制得SiO2-ZrO2基质材料,然后将其通过浸渍法制备了SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸,对SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成反应进行了研究。结果SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成反应适宜的反应条件为:预焙烧温度为200℃,浸泡硫酸浓度为1.0 mol/L,硅锆摩尔比为15,焙烧温度为500℃,醇酸比为3时,酯化率可达92.7%。XRD对固体超强酸的分析结果表明,其中SiO2是三斜晶型,ZrO2是四方晶型。结论自制的SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸的对乳酸乙酯的合成反应具有良好的催化效果,适宜推广应用。

SO_4^(2-)/TiO_2-SiO_2固体超强酸的制备及应用

以正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸丁酯(TBOT)为原料,以乙酰乙酸乙酯(AcAcOEt)为配合剂,在酸性条件下采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2杂化材料。并将该材料作为基质材料制备了SO24-/TiO2-SiO2固体超强酸,对其催化苯甲酸与乙醇的酯化反应性能进行了研究,获得了适宜的反应条件,结果表明杂化材料与相应的固体超强酸的性能具有显著的一致性。

聚丙烯酸酯-ZnO杂化材料的光催化性能研究

为了提高纳米ZnO的光催化性能,采用溶液共混法制备了聚丙烯酸酯-ZnO杂化材料,对其光催化性能进行了研究,采用FT-IR、TG-DTG对杂化材料进行了测试。结果表明:杂化材料的光催化性能优于纳米ZnO,降解率可达92.31%,随着ZnO含量增加,杂化材料的光催化性能先增加而后下降。杂化材料具有良好的重复使用性能。FT-IR分析表明在杂化材料中聚丙烯酸酯通过羧酸盐键与纳米ZnO发生杂化。UV-Vis分析表明甲基橙降解较完全。TG-DTG分析表明,杂化材料具有优良的热稳定性,杂化材料的热分解温度可达408℃。

超疏水性SiO_2杂化材料研究进展

介绍了对超疏水性SiO2杂化材料的超疏水原理、杂化材料的制备和性能,分析了溶胶凝胶法、层层自组装法、相分离法和粒子填充法制备超疏水性SiO2杂化材料中存在的问题,并提出了此类材料今后的研究和发展方向。

聚苯乙烯-SiO_2杂化材料的合成与表征

以苯乙烯(ST)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,丙烯酸-β-羟丙酯(β-HPA)为交联剂,乙醇为溶剂,采用溶胶凝胶法制备了聚苯乙烯-SiO2杂化材料。通过FT-IR、SEM、TG-DTA、溶剂抽提等方法对杂化材料进行了测试。结果表明:聚苯乙烯通过β-HPA接枝到SiO2上,杂化材料具有良好的热稳定性和耐溶剂性能,杂化材料的溶胶分数随着水量和pH值的增加而增加。

聚丙烯酸酯-TiO_2杂化材料的制备及其光催化性能的研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、钛酸丁酯(TBOT)为主要原料,采用溶液共混法制备了聚丙烯酸酯-TiO2杂化涂层。采用FT-IR、TEM、UV等方法对杂化涂层进行了测试,并对杂化涂层的光催化性能进行了研究,结果表明:在杂化涂层中聚丙烯酸酯与TiO2通过COO—Ti键发生了化学结合;杂化涂层是较为理想的纳米复合材料,在杂化涂层中TiO2粒子的粒径分布窄,粒径在3 nm左右;杂化涂层对紫外线的吸收性能明显优于聚丙烯酸酯,杂化涂层对紫外线的吸收发生了红移;与TiO2粉末相比,杂化涂层的光催化速率慢,但光催化得较彻底,随着AA与TiO2物质的量比的增加,杂化涂层对亚甲基蓝的降解率先是增加,然后又减少,降解率可达97%,杂化涂层的重复使用性能良好,便于回收,在污水处理领域具有广泛的实际应用价值。

溶胶-凝胶法制备乙烯基改性SiO_2杂化玻璃

采用溶胶-凝胶法以乙烯基三乙氧基硅烷（ETES）作为有机改性剂，与正硅酸乙酯（TEOS）制备了乙烯基改性SiO2杂化玻璃。研究了乙醇作溶剂的一步溶胶-凝胶法、二步溶胶-凝胶法及丙酮作溶剂的三种方法对产物性能的影响。结果表明：采用乙醇作为溶剂的一步溶胶-凝胶法得不到完整透明致密的杂化玻璃；采用乙醇作为溶剂的二次水解法，透光率随ETES／TEOS摩尔比的增大而增加，可制备ETES／TEOS摩尔比较大（3：1～6：1）的透明均质完整杂化玻璃，透光率可达92．8％；采用丙酮作为溶剂的一次水解法透光率随ETES／TEOS摩尔比的增大而减小。可制备ETES／TEOS摩尔比较小（1：8～2：1）的透明均质完整杂化玻璃，透光率可达90．3％。红外光谱表明，乙烯基通过Si-C键接枝到SiO2网络中。

SO_4^(2-)/SiO_2-ZrO_2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成研究

采用溶胶-凝胶法制得SiO2-ZrO2基质材料,然后通过浸渍法制备SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸。对SO42-/SiO2-ZrO2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成反应进行了研究。适宜的反应条件为:稀硫酸浸泡16 h,反应温度80℃,反应时间4 h,催化剂用量为每摩尔乳酸1.5 g。反应酯化率达92.7%。

Fe^(3+)改性SO_4^(2-)/TiO_2固体超强酸的制备及其光催化性能研究

为了提高TiO2的光催化性能,采用掺杂Fe3+的方法对SO42-/TiO2固体超强酸(FST)进行了改性,采用IR、XRD等方法对FST的结构进行了表征,研究了FST光催化亚甲基蓝降解的性能。结果表明,适宜的制备条件为:掺杂Fe3+量为0.4%,焙烧温度为500℃,硫酸浓度为0.5mol.L-1,硫酸体积为15mL.g-1,亚甲基蓝降解率可达95%。通过浸渍焙烧处理,FST具有良好的重复使用性能。红外分析表明,在FST中形成了超强酸活性中心,XRD分析表明,在FST中TiO2的晶型为锐钛矿型,Fe3+进入到TiO2晶格中,未影响到TiO2的晶型。

聚苯乙烯-Al_2O_3杂化材料的合成与表征

为了对聚苯乙烯进行改性,以苯乙烯(ST)和AlCl3为主要原料,采用化学沉淀法制备了Al2O3粉末,用原位聚合法制备了聚苯乙烯-Al2O3杂化材料,采用XRDI、R、TG-DTA、SEM、索氏抽提等方法对杂化材料进行了分析,结果表明,在杂化材料中Al2O3是以非晶态的形式存在的,聚苯乙烯(PS)通过丙烯酸(AA)作为交联剂接枝到Al2O3上,Al2O3粒子以10 nm左右的粒径分布在杂化材料中.该杂化材料可耐328℃的高温,与聚苯乙烯相比,该杂化材料具有更优良的耐溶剂性能和力学性能.

Fe_3O_4-Al_2O_3磁性固体酸催化乳酸丁酯的合成研究

将磁性基质Fe3O4与Al2O3进行结合制备了Fe3O4-Al2O3磁性固体酸,将其作为乳酸丁酯合成的催化剂,对于乳酸丁酯合成工艺条件进行了研究,结果表明适宜的制备条件为:焙烧温度为550℃,n(Al2O3):n(Fe3O4)=4,焙烧时间为4h,酯化反应时间为3h,醇酸比为3,催化剂的用量为0.20g。该固体酸有良好的回收和重复使用性能,红外分析表明在固体酸中Fe3O4与Al2O3发生了紧密地结合,产物为乳酸丁酯,比表面积测试表明磁性固体酸中的Fe3O4抑制Al2O3晶粒的增长,使Al2O3粒度变小。

SO_4^(2-)/TiO_2-SnO_2固体超强酸的制备与光催化性能研究

为了提高TiO2的光催化性能,本文制备了SO42-/TiO2-SnO2固体超强酸(STS),采用IR对STS的结构进行了表征,采用UV-Vis对光催化产物进行了分析,研究了STS光催化甲基橙降解的性能,结果表明适宜的制备条件为:n(TiO2):n(SnO2)=12,焙烧温度为450℃,焙烧时间为4h,硫酸浓度为0.5mol/L,催化剂用量为0.3g/200mL,甲基橙降解率可达93%。IR分析表明在STS中形成了超强酸活性中心,UV-Vis分析表明甲基橙降解较为完全。

Fe_2O_3-TiO_2复合氧化物催化柠檬酸三丁酯合成的研究

以柠檬酸和丁醇为原料,采用Fe2O3-TiO2复合氧化物为催化剂,研究了柠檬酸三丁酯的合成工艺条件,结果表明适宜的制备条件为:n(TiO2)∶n(Fe2O3)=3∶1,焙烧温度为500℃,焙烧时间为5h,酯化反应温度为150℃,酯化反应时间为4h,醇酸比为5,催化剂用量为0.20g,酯化率可达97.9,催化剂具有良好的重复使用性能,红外分析证实产物为柠檬酸三丁酯。

有机无机杂化材料研究进展

有机无机杂化材料是在溶胶凝胶法的基础上发展起来 ,介于有机聚合物与无机聚合物间的一种新型复合材料。文章论述近年来有机无机杂化材料在光学材料、陶瓷材料、凝胶材料及生物材料方面的研究及应用。有机无机材料制备灵活 ,便于分子“裁剪”,实行分子设计 ,具有广阔的应用与开发前景。

以课程思政为导向的《物理化学实验》教学体系重构与实践

立德树人是教育的根本任务,课程是落实该目标的最佳载体,课程思政是发展学生核心素养的有效途径。该文以《物理化学实验》课程为例,以充分发挥实验课程在思政教育中的特色和优势为目的,从教师团队、教材、实验课堂以及课后互动等方面着手,探索重构《物理化学实验》课程教学体系的途径,打造核心价值观引领的基础实验教学课堂,以期形成价值引领与知识技能传授互通共进的育人模式。