氨基功能化气相二氧化硅材料的制备及其吸附二氧化碳性能研究

采用等体积浸渍法制备了一系列不同聚乙烯亚胺(PEI)负载量的气相SiO_(2)作为CO_(2)吸附剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、红外光谱仪(FT-IR)和氮气物理吸附仪对吸附剂的组成结构、PEI实际负载量及热稳定性进行了表征。研究了PEI相对分子质量及负载量、环境温度对吸附剂吸附CO_(2)性能的影响,发现当PEI的相对分子质量为600、负载量为50%(质量分数)、温度为100℃时,50%-PEI(600)-SiO_(2)吸附剂对CO_(2)的吸附性能最优,吸附量可以达到130.6mg/g,且在5次循环后性能损失仅为4.8%,表现出了优异的循环性能。同时,该吸附剂成本低廉,在锂电池热失控烟气中CO_(2)吸附方面具有较好的应用前景。

功能化有序介孔二氧化硅材料在分析样品前处理中的应用

功能化有序介孔二氧化硅材料具有均一可调的介孔孔径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内表面和较高的比表面积、高的吸附容量等特性,可用于生物、医药、环境样品等复杂基体中痕量分析物的高选择性分离与富集,因此在样品前处理中的应用特别引人瞩目。简要介绍了功能化有序介孔二氧化硅材料的制备方法,综述了功能化有序介孔二氧化硅材料在分离富集金属离子、有机污染物以及生物大分子样品前处理中的应用进展。

中国石油石油化工研究院研发的介孔二氧化硅材料合成方法获发明专利

中国石化北京化工研究院助力茂名石化新产品开发中国石化北京化工研究院与茂名石化进行半年一次的技术交流,在交流会上双方确定2012年的合作项目将达10项以上,其中包括开发高熔体强度聚丙烯、丙丁共聚丙烯等新产品,以及用浅冷油吸收技术对炼厂干气回收装置进行改造等项目。茂名石化和北京化工研究院在新产中国石油石油化工研究院开发完成的一种具有介观结构的大孔网状球形二氧化硅材料合成方法，获得国家发明专利授权。科研人员采用非离子表面活性剂，在脱醇的酸性体系中形成连续乳状液，一步法直接制备出具有高度有序介观结构的大孔网状球形二氧化硅材料。该技术实现了材料在大孔和介孔两个尺度上的精确控制，制备过程简便，可大量合成此类大孔／介孔复合材料，从而克服了层叠技术因聚苯乙烯乳胶离子密堆积体难以在大面积范围内得以实现、不适合大量制备大孔／介孑L复合材料的缺点，也解决了以胶体微粒和嵌段共聚物为模板制备过程速率慢、溶剂蒸发后材料收缩率大以及产生裂纹等问题。

日本开发出中孔二氧化硅材料

日本Taiyo Kagaku公司在丰田中心科研开发实验室专利许可的基础上开发出具有规则的蜂窝状均匀孔的折叠片式中孔材料（FMS）。此中孔二氧化硅的孔径可在1．5-10．0nm范围内调节，表面积为1000-1500m^2／g。其耐热性好，结晶度高，故可用于石油裂解催化剂和汽车尾气催化转化器中，而普通的中孔二氧化硅孔径不均匀，用于这种场合不能耐受高温。

一种新型二氧化硅多孔材料固定化酶光纤葡萄糖传感器的研究

目的 研制一种新型的基于氧敏感指示剂Ru(bpy)3Cl2和固定化葡萄糖氧化酶(GOD)的复合敏感膜光纤传感器,用于实时检测葡萄糖溶液质量浓度。方法 以多孔SiO_(2)纳米粒子为载体固定GOD,并采用溶胶-凝胶法同时加入Ru(bpy)_(3)Cl_(2)制备葡萄糖敏感膜,通过提拉法在光纤端面沉积敏感膜制成光纤传感探头,搭建光纤传感器用于实时检测葡萄糖溶液质量浓度。结果 光纤传感器检测葡萄糖溶液质量浓度为50~900mg/dL(2.78~50.00mmol/L),在用于实时监测葡萄糖溶液质量浓度变化时响应时间短,测试标准曲线线性良好。结论 SiO_(2)多孔材料固定化酶光纤葡萄糖传感器具有灵敏度高、响应速度快、检测范围大等优点,未来可以检测人体血液中的葡萄糖质量浓度。

聚醋酸乙烯酯二氧化硅杂化材料的制备与性能研究

以硅酸钠在HCl溶液中的水解 ,经四氢呋喃 (THF)萃取 ,制备聚硅酸溶胶 ,再与聚醋酸乙烯酯(PVAC)的THF溶液混合 ,经溶胶—凝胶过程制备了PVAC/SiO2 有机 /无机杂化材料。用扫描电镜 (SEM) ,红外光谱 (IR) ,X射线衍射 ,热失重及透光率等的分析测试 ,对制备的PVAC/SiO2 杂化材料进行了结构与性能的研究。结果表明 :本法制备的杂化材料中SiO2 在PVAC的基体中分布均匀 ,SiO2 在非晶态的PVAC中亦呈无定形态 ,杂化材料的硬度、软化温度和热分解温度都比纯PVAC有较大的提高 ;SiO2 含量少于 40 %的杂化材料其断裂伸长率、屈服强度和断裂强度也比纯PVAC提高 ;另外 ,还发现在制备过程中加入少许偶联剂KH 5 70后 ,杂化材料中的有机 -无机相间的相容性增加 ,不易发生相分离 。

纳米二氧化硅复合材料的研究进展

介绍了纳米SiO2的分散方法和原理,讨论了使用纳米SiO2改性聚合物的方法及近年来的研究进展。

二氧化硅厚膜材料的快速生长及其致密化处理

采用火焰水解法 ( FHD)在 Si片上快速淀积出 Si O2 厚膜材料 ,材料膜厚 40 μm以上 ,生长速率 8μm/ min.将该材料分别在真空中和空气中高温致密化处理 ,获得各种形态的二氧化硅厚膜材料 .利用 XRD,SEM,电子显微镜等仪器对 Si O2

木材/二氧化硅复合材料的微细构造

为弄清木材/二氧化硅复合材料的微细构造,通过固体膨胀率与增重率的关系、吸湿处理中尺寸变化、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜分析(SEM)及能量色散X射线分析(EDAX)等方法,研究了该复合材料的微观构造特性.结果表明:①木材/二氧化硅复合材料的增重率与含水率成正相关.固体膨胀率随着增重率的增加而增加,弦向固体膨胀率大于径向.尺寸变化率随着增重率的增加而减小.②SEM分析表明,二氧化硅凝胶存在于木材细胞空隙中.EDAX分析表明,气干材、水调湿材制备的木材/二氧化硅复合材料,二氧化硅存在于木材细胞壁中,硅的质量百分含量分别为4.11%、9.22%;饱水材制备的木材/二氧化硅复合材料,二氧化硅存在于细胞壁及细胞腔中,硅的质量百分含量为17.07%.③XRD分析表明,二氧化硅存在于木材细胞壁中,生成的二氧化硅凝胶越多,结晶度越小.

中空介孔二氧化硅纳米材料(HMSNs)的合成及其生物相容性

以CaCO_3为模板合成中空介孔二氧化硅纳米材料(HMSNs),并通过透射电镜(TEM)和小角X射线粉末衍射(SAXRD)对样品进行表征,通过流式细胞仪检测HMSNs样品对A549的细胞内吞能力及生物相容性.结果表明:CaCO_3-HMSNs是以CaCO_3为核,介孔二氧化硅为壳的纳米粒子;当材料的质量浓度为62.5μg/mL时,细胞的存活率为100%;有92.80%的细胞吸收了样品HMSNs,即HMSNs具有较高的细胞内吞能力及生物相容性.

二氧化硅/木材复合材料的微观结构与物理性能

为了明确二氧化硅/木材复合材料的微观结构与物理性能,通过EDAX及XRD的测定分析了溶胶-凝胶法制备的二氧化硅/木材复合材料的微观结构,通过应力松弛、介电性质、热重、表面显微硬度的测定分析了该材料的物理性能。结果表明:生成的二氧化硅与增重率呈正相关,在纤维饱和点以下,生成的二氧化硅存在于细胞壁中。XRD衍射峰位置没有改变,增重率增大,峰强减弱,结晶度减小。应力松弛量变小,材料内部的结合力增强,分子间产生了交联结合。介电常数值增大,介电损耗随着频率的增加呈先增加后减小的趋势,室温下,出现最大峰值的频率均在logf=6.5 Hz附近。热失重过程中,快速失重的起始温度提高,残余质量增加,表面显微硬度提高。

不同粒径高度有序的介孔二氧化硅纳米材料(MSNs)的制备与表征

通过调解正硅酸乙酯(TEOS)和NH_3·H_2O的加入量,采用共沉淀法可控地制备了一系列不同粒径(80～320 nm),且具有规则孔道结构的介孔二氧化硅纳米材料(MSNs),并利用小角X射线衍射(SAXRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)及N_2吸附-脱附等方法对产物进行表征.实验结果表明:合成的样品均具有高度有序的孔道结构,为典型的MCM-41介孔二氧化硅纳米材料;采用合成后水热处理方法可提高材料的有序性和稳定性.

氨基化的介孔二氧化硅纳米材料与pDNA作用

采用共沉淀法合成高度有序、分散性良好的氨基化介孔二氧化硅纳米材料(Am-MSNs),并研究其吸附和保护质粒DNA(pDNA,PEGFP-N3)的性质,测定样品材料对A549和HeLa细胞的生物相容性.实验结果表明:Am-MSNs能有效吸附PEGFP-N3,并保护PEGFP-N3免受限制性内切酶的消化;Am-MSNs对A549和HeLa细胞表现出较高的生物相容性,当材料的质量浓度为125μg/mL时,两种细胞的存活率均约为100%.

293T细胞对介孔二氧化硅纳米材料的摄取研究

目的:研究在脂质体Lipofectamine 2000的介导下,293T细胞对介孔二氧化硅纳米材料(mesoporous silica nanomaterials,MSNs)的摄取变化。方法 :制备和表征MSNs;293T细胞分别与100μg/mL MSNs、MSNs+Lipofectamine2000共孵育,通过透射电镜(transmission electron microscope,TEM)观察及定量分析293T细胞对材料的摄取。结果:TEM、X线衍射及氮气吸附-脱附分析表明,制备的MSNs结构规则、分散性好,尺寸在100 nm左右;TEM定量结果发现,Lipofectamine 2000显著提高了293T细胞对MSNs的摄取,P<0.001。结论:Lipofectamine 2000能提高293T细胞对MSNs的摄取,为MSNs在293T细胞内的生物应用创造了条件。

介孔二氧化硅纳米材料分散性对293T细胞凋亡的影响

目的介孔二氧化硅纳米材料(mesoporous silica nanomaterials,MSNs)的理化性质如分散性会影响细胞摄取率,可能造成细胞凋亡。文中采用体外培养方法观察2种分散性不同的MSNs对293T细胞凋亡的影响。方法制备2种分散性不同的纳米材料MSN-1和MSN-2;透射电镜观察293T细胞对2种材料的吞噬;选择0、100、150、200和250μg/mL共5种浓度与293T细胞体外孵育24 h,流式细胞仪检测细胞凋亡反应。结果与MSN-1比较,MSN-2的分散性较好;293T细胞约吞噬10%的MSNs;与0μg/mL比较,100、150、200、250μg/mL的MSN-1与293T细胞共孵育引起细胞凋亡反应明显(P<0.05),而MSN-2并未引起明显的凋亡反应。结论在一定剂量下,分散性较佳的MSN-2在293T细胞内性能稳定,安全性较高。

二氧化硅/木材复合材料的动态黏弹性

为弄清二氧化硅/木材复合材料的动态黏弹性,通过动态热机械分析仪研究不同增重率的二氧化硅/木材复合材料松弛过程的转变温度及力学损耗角正切的变化。结果表明:二氧化硅/木材复合材料的松弛过程数量减少,直接溶胶-凝胶法制备的二氧化硅/木材复合材料,α松弛过程的转变温度随着增重率的增加而向高温方向移动,增重率为0,5.10%和28.00%的α松弛过程的转变温度分别为75.2,76.8和93.6℃;α松弛峰的峰值减小,增重率为0,5.10%,12.63%和28.00%的α松弛过程的损耗角正切值分别为0.043,0.041,0.033和0.03。加硅烷偶联剂法制备的二氧化硅/木材复合材料,随着增重率的增加,α松弛过程的起始温度向低温方向移动,增重率为6.61%,8.08%和10.58%的α松弛过程的起始温度分别为44.9,41.0和32.2℃。

二氧化硅/木材复合材料的应力松弛

为弄清二氧化硅/木材复合材料中二氧化硅与木材的结合方式及粘弹性等性质,通过应力松弛方法研究该复合材料的应力松弛特性。结果表明:二氧化硅/木材复合材料的应力松弛量比未处理材小,并且随着增重率的增加,应力松弛量减小。加硅烷偶联剂法制备的二氧化硅/木材复合材料的应力松弛量比直接溶胶-凝胶法制备的小,表明加硅烷偶联剂法制备的二氧化硅/木材复合材料,二氧化硅无机体与木材有更多的结合,内部结合力更大。二氧化硅/木材复合材料的应力松弛过程中的表观活化能(ΔE)比未处理材大,并且随着增重率的增加,表观活化能增加。未处理材ΔE为19.50kJ/mol,直接溶胶-凝胶法制备的增重率为12.63%、28.00%、90.29%的二氧化硅/木材复合材料的ΔE分别为22.95、25.31、29.06kJ/mol;而加硅烷偶联剂法制备的增重率为8.08%、20.69%、89.27%的二氧化硅/木材复合材料的ΔE分别为23.21、26.01、29.82kJ/mol。表明二氧化硅/木材复合材料在应力松弛过程中需要克服的能量增加。随着增重率增加,热力学量活化焓增大。

二氧化硅对碳黑/环氧树脂复合材料渗透特性的影响

通过溶剂化过程制备碳黑-二氧化硅-环氧树脂聚合物基复合材料,并研究复合材料的导电渗透特性。当碳黑的体积分数低于15.5%时,复合材料的导电性可以用经典的渗透理论来描述,并发现渗透阈值约为14.7%,这与理论预测值相接近。当碳黑的体积分数高于15.5%时,材料的电导率与理论预测值偏离较大。这可能是因为:此时材料中的二氧化硅的用量较少,其对碳黑颗粒的空间体积排除效应较差;由于氢键和范德华力作用,纳米级的碳黑颗粒容易形成聚集态,这与渗透理论中导电颗粒必须是单个分布的这一前提假设相违背。扫描电镜分析及模拟计算结果支持该结论。

负载离子介孔二氧化硅纳米材料对牙本质小管封闭的耐磨性研究

目的本研究通过体外实验,评价负载Ca^(2+)/PO_4^(3-)介孔二氧化硅纳米材料(Ca^(2+)/PO_4^(3-)@MSNs)对牙本质小管封闭的耐磨性。方法制备25片1mm厚的人牙本质片随机分为A组(空白对照)、B组(极固宁)、C组(MSNs)、D组(Ca^(2+)/PO_4^(3-)@MSNs体外混合)、E组(Ca^(2+)/PO_4^(3-)@MSNs体内混合)进行处理。每片再分为两半片,磨耗实验前后,一半扫描电镜观察横剖面计算牙本质小管堵塞率;另一半粘接剂处理,观察纵剖面,测量形成树脂突的长度。结果磨耗前B、C、D、E组的堵塞率没有统计学差异(P>0.05),A组树脂突长度与其余四组有差异,其余四组无树脂突。磨耗后B组堵塞率与C、D、E组有统计学差异(P <0.05),C、D、E组间堵塞率无统计学差异。树脂突长度A与B组间无统计学差异;A组与C、D、E组间有统计学差异;B组与C、D、E组间有统计学差异;C、D、E组各组间均无统计学差异(P>0.05)。结论 MSNs、Ca^(2+)/PO_4^(3-)@MSNs耐磨性能优于极固宁。Ca^(2+)/PO_4^(3-)@MSNs不同混合方法的即刻封闭效果及耐磨性无差异。

二氧化硅/木材复合材料的晶胞与Matrix区域的变化

为了弄清楚由于二氧化硅介入木材细胞壁引起结晶区与Matrix区域的变化,通过二氧化硅/木材复合材料细胞壁膨胀率、XRD测定及分析其结晶度、结晶区长度、宽度,研究结晶区与Matrix区域的形态变化及二氧化硅凝胶粒子介入木材细胞壁的空间位置.结果表明:溶胶-凝胶法制备的二氧化硅/木材复合材料,细胞壁的膨胀率随着增重率的增加而增大,且有两个不同的增大过程,相同增重率条件下,加硅烷偶联剂法制备的细胞壁膨胀率比直接溶胶-凝胶法制备的大.XRD谱分析表明,结晶度随着增重率的增加而减小,有两个不同的减小过程,衍射峰的位置不变,晶胞不变;Scherrer公式计算表明结晶区的宽度及长度均不变.