聚乙烯亚胺改性介孔二氧化硅SBA-15微观结构的小角X射线散射及正电子湮没谱学研究

SBA-15由于具有高比表面积、孔容大、孔径可调、热稳定性好和成本相对低廉等优点,在吸附、分离、催化和纳米材料等领域具有广泛的应用前景,而利用有机官能团改性SBA-15已经成为当前材料的热点之一,但有机官能团的引入势必会影响材料的孔结构,进而影响其性能.因此,如何更全面地表征材料的孔结构也成为人们关注的焦点.采用小角X射线散射(SAXS)技术对PEI/SBA-15介孔分子筛的孔结构进行表征,利用相关函数和弦长分布理论得到了聚乙烯亚胺改性介孔二氧化硅(PEI/SBA-15)的孔结构和周期性信息,结合正电子湮没寿命谱(PALS)技术进行比较.结果表明:随着PEI质量分数的增加,PEI/SBA-15介孔分子筛的周期性结构没有发生明显变化,通过弦长分布(CLD)函数得到的孔径尺寸也仅从8.3 nm降至7.6 nm.利用PALS获得了2种长寿命组分τ3和τ4,其中τ3反映了SBA-15基体内部的无规微孔结构,而τ4反映SBA-15六方孔道的尺寸,与SAXS结果相比,介孔孔径具有相同的变化趋势.通过结合SAXS和PALS技术,可以更加深入地揭示材料中微观结构的演变,从而为未来功能纳米复合材料的结构表征提供一种独特的方法.

短孔道介孔二氧化硅SBA-15对铀的吸附性能

以短孔道介孔二氧化硅SBA-15为铀吸附剂,考察吸附时间、初始液pH、初始浓度对吸附性能的影响,并分析了吸附动力学和吸附等温线以及吸附前后红外光谱变化。结果表明,初始液pH对吸附具有重要的影响,最佳吸附的pH值为6;吸附在30min即可达到平衡;当初始浓度为100mg·L-1时,饱和吸附量为311mg·g-1;吸附量随铀溶液初始浓度的增大而增大,而吸附百分数则相反;吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附模型,吸附动力学符合准二级动力学方程;吸附过程中起主要作用的基团是Si—OH和Si—O—Si。

金属盐掺杂介孔二氧化硅SBA-15的湿敏特性研究

用模板法合成了介孔二氧化硅SBA-15,为了改善其湿敏特性进行了金属盐掺杂。通过扫描电子显微镜(SEM)和XRD对纯质介二氧化硅SBA-15以及不用金属盐掺杂材料的形貌和结构进行了表征。在11%RH到95%RH的范围内研究了纯SBA-15和不同金属盐掺杂SBA-15材料的湿敏特性。结果表明:适量的金属盐掺杂能很好的提高了介孔硅SBA-15材料的湿敏特性。不同金属盐掺杂SBA-15材料的响应恢复时间也比较迅速,响应时间都在60 s以内,而恢复时间都在180 s以内,能够满足湿度传感器的应用需要。

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。

功能化SBA-15介孔二氧化硅的制备及在药物递送系统中的应用进展

介孔二氧化硅具有孔径均匀可调、孔容大、表面积大、表面容易功能化修饰、无毒、生物相容性好等优点,是一种理想的药物载体材料,可以用于构建药物递送系统(Drug delivery system,DDS),解决传统载体如脂质体、聚合物胶束等存在的稳定性差、分散不均匀、药物过早降解和消除等问题。SBA-15是一种新型的二氧化硅介孔分子筛,以其较大的孔径、较厚的孔壁、高比表面积以及有序孔道等特征被广泛应用于DDS。SBA-15表面存在大量硅烷醇基,表面活性高,利用适当的官能团、金属离子或其他材料等对其孔口、孔道内外表面进行修饰,可以实现负载药物的可控释放、多功能智能化响应及抗癌药物的靶向治疗等多种功能,最大程度地发挥药物的治疗效果,有效降低药物的毒副作用,提高药物的生物利用度。近年来,经过功能化修饰的SBA-15在DDS中的应用主要体现在:(1)提高药物溶解度及溶出速率。选择合适的功能化试剂改变SBA-15表面性质,进而改变载体表面与药物分子之间的相互作用,增加药物的吸附量,从而改善难溶性药物的溶解度和溶出速率。(2)作为药物缓释载体。通过有机基团、金属或金属氧化物等的表面修饰,以增强药物与载体表面之间的作用力,延长药物的释放。(3)作为药物控释载体。通过构建配体修饰的靶向型DDS、内部或外部刺激响应型DDS实现药物的可控释放。除此以外,SBA-15在骨组织修复、基因治疗、医学成像、伤口敷料等生物医学工程方面也有广泛的应用。本文介绍了功能化SBA-15介孔二氧化硅的制备方法、类型、特点,归纳了其在DDS中的应用及最新研究进展,以期为功能化介孔二氧化硅载体的实际应用提供参考。

盐酸小檗碱/介孔二氧化硅载体的制备与缓释行为研究

采用水热合成法制备了SBA-15和SBA-16两种介孔SiO_(2)载体材料,利用浸渍法将盐酸小檗碱(BBH)原料药负载于载体上,制备了载药BBH/SBA-15和BBH/SBA-16。通过多种表征方法对载药后材料的晶体结构、孔道结构等进行了测试,并研究了材料的载药、释药规律。结果表明,SBA-15和SBA-16的载药量分别为13.50%和3.45%。与BBH原料药相比,两种介孔SiO_(2)载体均能够延长药物的释放,具有缓释效果。但SBA-15的孔径(5.77nm)较大,释药存在突释现象;而SBA-16的孔径(3.95nm)较小,能够缓慢释放药物。

二氧化硅表面负载纳米级SnO_2-CuO复合材料的制备工艺研究

以有机改性的SBA-15为载体,采用化学共沉积法制备了一种负载纳米金属氧化物SnO2-CuO/SBA-15新型材料,通过IR、UV和SEM表征其结构和形貌。考察了影响材料性能的几个主要参数。通过正交实验得到工艺优化条件为:原料配比n(Sn)∶n(Cu)=1∶3,反应时间为3 h,反应温度为70℃。

茴拉西坦/介孔二氧化硅的制备及释药性能

为了提高难溶性药物的溶出速率,采用水热合成法制备了MCM-41和SBA-15两种介孔二氧化硅载体材料,利用浸渍法将模型药茴拉西坦负载于两种载体上。利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、小角X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、红外光谱(IR)、差热-热重(DTA-TG)对载药前后载体材料的表面形貌、粒径、孔径、孔容、比表面积、晶胞参数、骨架结构等进行测试,结果表明MCM-41和SBA-15具有相同的二维六方孔道结构,孔径及孔容分别为3.49 nm和6.67 nm,载药后的载药量分别为17%和22%,药物以非晶态装载于介孔孔道中没有影响介孔二氧化硅的骨架结构,但使介孔孔容及比表面积都有所降低。通过在不同pH溶出介质中负载于载体上的茴拉西坦与原料药晶体的溶出比较发现,两种载体均能够显著提高茴拉西坦的溶出速率。结合材料表征、载药量及溶出度综合比较,SBA-15载体的载药及释药性能均优于MCM-41载体。

SBA-15分子筛负载对甲苯磺酸催化合成过氧化二异丙苯的性能和反应过程模拟

采用浸渍法制备了SBA-15分子筛负载对甲苯磺酸(TsOH)催化剂TsOH/SBA-15,探究了其催化α-甲基苯乙烯(α-MS)和异丙苯过氧化氢(CHP)反应制备过氧化二异丙苯(DCP)的活性,并对反应过程进行了模拟分析.当进料比n(α-甲基苯乙烯)/n(异丙苯过氧化氢)=2.0, TsOH/SBA-15用量为CHP质量的0.15%,于44℃反应2.5h, DCP的产率为62.1%.模拟计算结果表明,反应过程有异步协同反应和分步反应两种机理,在异步协同反应中α-MS, CHP和TsOH只需要经过一个过渡态即可完成,而分步反应中反应物需要经过两个过渡态以及一个中间体才能完成,两种路径均涉及2次H^(+)的转移.在44℃下,异步协同反应的反应能垒(ΔG)为121.8 kJ/mol,分步反应中两个过渡态对应的反应能垒分别为74.1和78.3 kJ/mol.

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)、N2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。

Ag/SBA-15材料的制备及其CO催化氧化性能研究

采用2种不同方法将金属Ag浸渍在SBA-15上制备Ag/SBA-15复合材料,通过SEM、UV-Vis、XRD对Ag/SBA-15复合材料进行表征,并对Ag/SBA-15进行CO气体催化氧化实验,评价Ag/SBA-15复合材料的催化性能。结果表明,去除模板剂后浸渍合成的Ag/SBA-15的催化性能较好,其中金属负载量为1%的产品催化性能最好,催化所需的温度最低,CO转化率最高。

聚己内酯/介孔二氧化硅杂化材料的制备及表征

利用环氧丙醇对介孔二氧化硅SBA-15的表面进行碳羟基修饰,然后以此为引发剂,异辛酸亚锡为催化剂,分别引发己内酯(CL)及氨基甲酸苄基酯-ε-己内酯((CABCL)单体的开环聚合,成功地制备了杂化材料聚己内酯/SBA-15(PCL/SBA-15)和聚4-氨基甲酸苄基酯己内酯/SBA-15(PCABCL/SBA-15),酸解去除PCABCL/SBA-15的保护基团甲酸苄酯(Cbz)后得到聚氨基己内酯/SBA-15(PACL/SBA 15)。通过X射线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附实验和热重分析(TGA)等手段研究了材料的结构变化、反应时间和空间位阻效应对接枝量的影响等。结果表明:聚合物的修饰未对介孔结构产生影响;PCL的接枝量可以通过聚合反应时间进行控制;对PACL/SBA-15而言,因CABCL中Cbz的位阻效应导致接枝量较小;Zeta电位分析的结果证明聚氨基己内酯的修饰改变了二氧化硅表面的电荷性质。

Fe-Al_(2)O_(3)/SBA-15催化臭氧氧化水中布洛芬

以嵌段共聚物为模板剂,在酸性条件下水热合成SBA-15.将铁、铝负载于SBA-15表面制备Fe-Al_(2)O_(3)/SBA-15介孔分子筛催化剂,并将其用于催化臭氧氧化水中布洛芬(IBU).透射电子显微镜、X射线衍射、氮气吸附-脱附表征结果表明,铁、铝均匀负载于SBA-15表面,保持SBA-15有序的介孔结构,具有较大的比表面积.不同催化剂活性评价结果表明,铁、铝的负载显著提高SBA-15催化臭氧氧化水中布洛芬的活性,反应60 min后,Fe-Al_(2)O_(3)/SBA-15的TOC去除率为90%,而Al_(2)O_(3)/SBA-15、Fe/SBA-15和SBA-15的TOC去除率分别为65%、50%和36%,单独臭氧氧化仅为26%.实验结果表明,铁、铝的协同作用有利于臭氧分解为羟基自由基、超氧自由基和活性原子氧,布洛芬和小分子有机酸吸附于催化剂表面从而有利于有机物的矿化.催化剂重复利用6次后仍保持较高的催化活性和稳定性.

高稳定性Ni/SBA-15催化剂的结构特征及其对二氧化碳重整甲烷反应的催化性能

采用浸渍法制备了Ni含量为2.5%～20%的系列Ni/SBA-15催化剂,在常压连续流动固定床反应器上考察了催化剂对二氧化碳重整甲烷制合成气的催化性能,并用X射线衍射和N2吸附法研究了Ni/SBA-15催化剂的结构特征.结果表明,Ni/SBA-15催化剂具有很高的CH4和CO2转化率,12.5%Ni/SBA-15催化剂在800℃反应600h后活性没有明显下降,但反应710h后CH4的转化率下降了约50%,CO2的转化率下降了约25%.其活性下降的主要原因是催化剂积炭.在高温条件下反应时,SBA-15的介孔结构也没有遭到破坏,分子筛的孔壁能有效阻止活性组分Ni的团聚.SBA-15孔中组装一定量的Ni活性组分后,除了SBA-15的介孔外,还会形成另外一种较小的孔,但这不影响SBA-15的有序介孔结构,只是其孔径、孔容和BET比表面积降低.

SBA-15的二氧化钛改性及其光催化降解对氯苯酚

用 后合成'法在介孔二氧化硅SBA 15的孔壁表面键接了二氧化钛,并对其结构进行了表征.改性后的SBA 15保持了规则的介孔结构,并在孔壁表面形成了类似于锐钛型二氧化钛的Ti—O—Ti网络结构.光催化降解对氯苯酚的结果表明,经过两次二氧化钛键接的样品表现出较高的光催化效率.但是由于对酚、醌等中间产物的强烈吸附以及孔道中反应物质的扩散速度慢。

CrO_x/SBA-15介孔催化剂上丙烷在二氧化碳气氛中脱氢反应的研究

The structure and catalytic properties based on Chromium Oxide supported on mesoporous SBA-15 for oxidative dehydrogenation of propane by CO2 have been studied by using X-ray diffraction (XRD), ultraviolet-visible diffuse reflectance spectra (UV-Vis DRS), electron spin resonance (ESR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and propane pulsing experiments in the absence of gas-phase O2. It has been shown that propane conversion and propene yield increase with Cr loadings. The propane conversion and propene yield on CrOx (Cr: 10wt%)/SBA-15 catalyst for oxidative dehydrogenation of propane by CO2 at 550 ℃ reach 24.8% and 21.8%, respectively .The results of ESR, UV-Vis DRS and propane pulsing experiments indicate that CrⅢ in the CrOx / SBA-15 catalyst is the main active species in oxidative dehydrogenation of propane by CO2 and CrⅥ, CrⅤ is inactive in dehydrogenation.

CeO_2/Ni/Mo/SBA-15甲烷二氧化碳重整催化剂的表征和催化性能(英文)

考察了CeO2修饰及未修饰的Ni/Mo/SBA-15催化剂在CH4-CO2重整上的催化性能并采用N2吸脱附、CO2程序升温脱附、H2程序升温还原、傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.结果表明,在常压,800oC条件下,经过100h在线评价后,Ni/Mo/SBA-15和CeO2/Ni/Mo/SBA-15催化剂仍具有高的反应活性和规整的六方介孔结构,其中CeO2修饰的CeO2/Ni/Mo/SBA-15催化剂表面没有积炭形成,表明CeO2的加入促进了Ni物种在SBA-15介孔分子筛表面的分散,从而阻止了Ce/Ni/Mo/SBA-15催化剂上Ni的烧结和积炭.

二氧化硅微球负载Karstedt催化剂制备及催化1-十八烯硅氢加成反应的研究

硅氢加成反应是有机硅化学中最重要的反应之一。目前使用的多为均相催化剂,如Speier和Karstedt催化剂(均为均相催化剂),具有难回收、易造成产品污染的缺点,故提出通过制备SBA-15介孔微球负载Karstedt催化剂解决这个问题,具体的研究内容包括以下两个方面:1)通过水热法制取SBA-15介孔微球。通过透射电镜、傅里叶红外、氮气脱附-吸附法对样品进行了系统地分析,结果表明,制备的材料具有高度有序的二维六角介孔结构,颗粒分散较好的介孔微球、比表面积为628.2011m^2/g、孔径约为6.0nm。2)通过化学修饰方法对SBA-15有序介孔微球进行负载Karstedt催化剂,研究该催化剂对1-十八烯和三甲氧基硅烷间这一探针反应的催化效果,结果表明:当反应温度为40℃时下反应五个小时1-十八烯转化率为59.0%,60℃下反应五个小时1-十八烯转化率为66.1%,80℃下反应五个小时1-十八烯转化率为67.2%。

不同孔结构介孔二氧化硅纳米粒对艾塞那肽的载药性能比较

目的考察SBA-15、MCM-41这两种型号的介孔二氧化硅载体载艾塞那肽的处方工艺以及比较两者载药性能差异和体外释药特性。方法采用单因素考察结合正交试验,以两种载体载艾塞那肽的载药量为评价指标,进行处方工艺的优化,采用透析袋法测定两种载药纳米粒的体外释药特性。结果 SBA-15载艾塞那肽的优化处方为温度50℃、TEOS用量10mL、P-123的用量3mL,测得平均载药量为14.93%;MCM-41载艾塞那肽的优化处方为温度80℃、CTAB浓度0.3%、TEOS的用量1.7mL,测得平均载药量为14.63%,两种载药纳米粒均呈现明显的缓释特性。结论相比于MCM-41载体,SBA-15载体具有相对大的载药量,且稳定性良好。

介孔氧化硅SBA-15对铯的吸附性能研究

SBA-15是具有较大孔径和良好的热稳定性的多孔硅基分子筛,在吸附分离领域有着广阔的应用前景。合成了介孔硅基材料SBA-15,对其进行了TEM和FTIR表征,并进行了SBA-15对铯的吸附性能研究,探讨了不同的p H值,铀初始浓度,吸附材料用量,反应时间以及离子强度等条件对吸附性能的影响。结果表明,在p H=6,吸附时间120 min,铯初始浓度为40 mg/L时,SBA-15对铯的吸附容量达到26.31 mg/g。较高的p H值有利于铯的吸附,而离子强度对吸附明显有抑制作用。吸附等温线拟合结果符合Langmuir等温模型,拟一级动力学模型能较好地描述反应动力学。