中空介孔二氧化硅负载戊唑醇纳米缓释颗粒的制备及生物活性

本研究以中空介孔纳米二氧化硅(hollow mesoporous nano silica, HMS)为载体负载戊唑醇(tebuconazole, Teb),制备了戊唑醇@中空介孔纳米二氧化硅(Teb@HMS)缓释颗粒。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、比表面积分析仪(BET)及热重分析仪(TGA)等仪器对其形貌、结构与性能进行了表征。通过高效液相色谱(HPLC)分析研究了戊唑醇在缓释颗粒中的释放行为。通过菌丝生长速率法、盆栽试验和田间防效试验测定了Teb@HMS缓释颗粒对立枯丝核菌的抑制活性及对水稻纹枯病的防治效果。通过水稻种子发芽试验和斑马鱼试验对Teb@HMS的安全性进行了评价。结果表明:所制备的纳米二氧化硅载药粒子呈规整的中空介孔结构,对戊唑醇的载药率为52.02%,缓释时间长达400 h;Teb@HMS缓释颗粒降低了戊唑醇对非靶标生物水稻种子及斑马鱼的毒性,抑菌活性明显优于戊唑醇原药;盆栽和田间试验结果显示,施药后第18天Teb@HMS针对水稻纹枯病的保护作用防效分别达61.79%和70.42%。该研究可为中空介孔纳米二氧化硅缓释颗粒在农药减量化和植物病害绿色可持续防控方面提供技术支撑和理论指导。

氮掺杂的有序介孔碳负载钴纳米颗粒用于脂肪酰胺的催化加氢

酰胺的选择性加氢可以作为有机胺的一种生产路径.传统的酰胺加氢多相催化体系多采用贵金属催化剂和高压氢气,存在成本较高的问题.我们采用离子交换热解法制备了氮掺杂有序介孔碳负载钴纳米颗粒催化剂(Co/MNC),该催化剂在脂肪族酰胺加氢反应中表现出良好的活性和选择性.结果表明,负载型Co催化剂在500℃下热解后,Co纳米颗粒分散均匀,催化剂表面同时存在金属Co^(0)和具有路易斯酸性的CoO_(x),催化性能明显优于Co/MNC-600和Co/MNC-700.

非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO2颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(pHpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO_(2)颗粒协同稳定O/W(正癸烷)型Pickering乳状液,其中表面活性剂通过氢键作用吸附到颗粒表面产生原位疏水化作用,提高了颗粒的表面活性,并且这种Pickering乳状液具有pH-和温度-双重响应性,能够通过改变pH或者温度使乳状液在稳定和破乳之间实现多次转换。另一方面,Bola型CH_(3)O(EO)5-R_(11)-COONa能够与纳米SiO_(2)颗粒协同稳定分散液包油(oil-in-dispersion)乳状液,该乳状液具有良好的耐温性,但对调节pH时产生的盐较为敏感。然而与破乳后能完全返回水相便于回收再利用的同系物CH_(3)O(EO)7-R_(11)-COOH相比,具有较短EO链的CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH无论处于非离子型还是Bola型状态仍具有相当的油溶性,破乳后不能完全返回水相,表明EO数大小对这类新型智能表面活性剂的性能有显著的影响。

Chelator-Free法标记介孔二氧化硅纳米颗粒用于乳腺癌靶向PET成像

目的 使用Chelator-Free法进行^(68)Ga标记介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs),制备新型正电子发射计算机断层显像(PET)分子探针,并检测其表征、生物安全性、放射性化学性能、体内生物分布及评估其体内乳腺癌靶向PET成像性能。方法 用模板法合成MSNs,对其进行纳米表征及生物安全性分析,明确其良好的生物安全性。并用Chelator-Free法进行^(68)Ga标记,制备出新型纳米PET分子探针^(68)Ga-MSNs,对其进行放射性化学分析,评估其在KM小鼠体内生物分布和对乳腺癌荷瘤小鼠的靶向PET成像性能。结果 MSNs平均粒径为85.03 nm,分散均匀,形貌优良。生物安全性分析显示MSNs在100μg/ml浓度下对细胞增殖无明显影响,显示出良好的生物安全性。^(68)Ga-MSNs的标记率大于95%,放射性化学分析显示,经纯化后^(68)Ga-MSNs放射性化学纯度大于98%,体外标记稳定性优良。KM小鼠体内生物分布显示^(68)Ga-MSNs主要分布于肝脏、脾脏和肺脏。乳腺癌MCF-7荷瘤小鼠模型PET成像表明,^(68)Ga-MSNs在肿瘤部位摄取明显,显示出良好的体内靶向PET成像性能。结论 本研究成功应用Chelator-Free标记法构建的^(68)Ga-MSNs分子探针具有良好的表征、生物安全性及放射性化学性能,具有活体乳腺癌靶向PET成像性能,该研究为乳腺癌的靶向诊疗提供新的药物平台。

利用W/O微乳液制备具有规则介孔结构的单分散球形纳米SiO_2

用氨水、环己烷、壬基酚聚氧乙烯(10)醚和正构醇制备了稳定的W/O微乳液.在该微乳液中,使正硅酸乙酯在碱性条件下水解制备得到了纳米级SiO2.SiO2粒径为60～90 nm,并且为单分散的球形颗粒;其粒径随微乳液中H2O与表面活性剂摩尔比的增加而增加.考察了影响SiO2孔径分布的因素,当W/O微乳液中H2O与表面活性剂的摩尔比为5以及采用正辛醇为助表面活性剂时,可以制得孔分布较窄且主要位于介孔范围的纳米SiO2.

氨基功能化有序介孔SiO_2薄膜组装Au纳米粒子复合材料的可调色散性质

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)为模板剂,采用共溶胶的蒸发诱导自组装方法制备了氨基功能化介孔SiO2薄膜,然后利用氯金酸(HAuCl4)与介孔SiO2薄膜孔道内壁的氨基之间的中和反应组装Au纳米粒子,制备得到Au/SiO2纳米复合材料.用TEM,XRD和UV-Vis光谱对材料进行了测试.结果表明,无水乙醇萃取获得的氨基功能化介孔SiO2薄膜具有高度有序的介孔结构;利用中和反应及氢气氛围煅烧还原的方法将Au纳米粒子组装在介孔SiO2薄膜的孔道中,Au纳米颗粒分散均匀且晶化良好,表现出(111)晶面的择优取向生长;随着中和反应时间的延长,Au纳米颗粒的粒径呈增长趋势,Au/SiO2纳米复合材料的吸收光谱发生红移,表明存在Au量子点的量子尺寸效应,即说明通过改变浸渍时间可以调控Au/SiO2纳米复合材料的色散性质.

介孔分子筛SBA负载CuO纳米颗粒去除H_2S

采用超声波辅助浸渍法制备了一种新型SBA-15负载CuO纳米颗粒的复合介孔材料(SC),使用氮吸附、XRD、透射电子显微镜、电感耦合等离子体发射光谱、X射线光电子能谱等方法对SC进行了表征。并考察了SC对H2S的去除效果。研究结果表明:SC仍为介孔材料,超声处理会使CuO纳米颗粒更均匀地分散在主体材料孔道内;SC具有六角形长程有序性,说明辅以超声处理的浸渍方法可维持介孔材料的高度有序性;CuO纳米颗粒主要存在于载体孔道内;脱硫反应后的试样(SC-E)仍保留六角形特征,与SC相比介孔有序性降低;当Cu质量分数为3.23%时,SC的H2S穿透吸附量高达278 mg/g。

TiO_2/SiO_2纳米介孔复合薄膜的制备及其光催化降解性能研究

采用两步溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2纳米介孔复合薄膜,经X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和透射及扫描电子显微镜(TEM,SEM)表征,显示介孔复合薄膜中锐钛矿型TiO2纳米粒子均匀分散在SiO2介孔基底中,经光催化降解氨气的试验,结果表明该介孔复合薄膜的光催化活性比普通的TiO2粒子有较大的提高。

介质pH及离子强度对纳米SiO_2颗粒分散度的影响机制初探

【目的】分析介质pH及离子强度对纳米SiO_2(nSiO_2)颗粒分散度的影响。【方法】采用分散试验分析了不同介质pH和NaNO_3浓度对10nm nSiO_2颗粒分散度的影响,并通过多组分表面电荷调控模型理论及泊松-玻尔兹曼方程对影响机制进行了初步探讨。【结果】nSiO_2颗粒分散度随着NaNO_3浓度的增加而降低,但随着介质pH的升高而增加,并在pH 7.39以后逐渐趋于稳定;随着介质pH的增大,nSiO_2颗粒的表面电荷密度(σ)增加,但增加介质的离子强度及nSiO_2颗粒的粒径会逐渐降低σ。nSiO_2颗粒粒径的变化会导致其表面H+的分布发生改变,从而引起σ的变化。双电层结构的拟合结果表明,当双电层结构厚度与粒径比值(λD/Dp)<0.2时,nSiO_2颗粒的σ主要受控于粒径大小,可忽略离子强度和pH的影响;当λD/Dp>0.2时,nSiO_2颗粒的σ不仅受控于粒径大小,还与介质的离子强度和pH密切相关。【结论】nSiO_2颗粒的σ与粒径大小、介质的pH和离子强度密切相关。

介孔SiO2纳米球为载体的Pb（Ⅱ）印迹聚合物吸附性能研究

以壳聚糖为单体,介孔SiO2纳米球为载体,3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为交联剂制得Pb(Ⅱ)印迹聚合物,用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对其形态进行表征,用原子吸收分光光度计研究其吸附和洗脱等条件对聚合物吸附性能的影响。结果表明:最佳吸附酸度为pH=5~6;最佳静置吸附时间为4~6h,最佳Pb2+初始浓度为160~240mg/L;吸附动力学结论表明吸附速率符合准二级动力学方程。吸附等温线符合Langmuir吸附模型;用2.0mol/L硝酸溶液进行洗脱,洗脱率达到99.60%;常见干扰离子基本不干扰吸附富集测定。

前沿科研成果融入仪器分析实验教学——钆掺杂介孔有机氧化硅纳米颗粒的制备

本文以钆掺杂介孔有机氧化硅纳米颗粒为例,探讨了将科研成果融入仪器分析实验教学的方法和实践效果。实验设计采用溶胶-凝胶过程和化学沉积法制备钆掺杂介孔有机氧化硅纳米颗粒,研究其在磁共振成像性能方面的应用。实验过程包括钆掺杂介孔有机氧化硅纳米颗粒的制备,透射电子显微镜、傅里叶红外变换光谱仪和比表面分析等表征内容。经过本实验,学生能够深入地了解并掌握钆掺杂有机氧化硅的合成、仪器的操作以及相关数据的分析,实现理论与实际的结合,基础知识与现代科研手段的结合。同时锻炼学生独立思考、创新能力和实验设计的能力,进而提高学生科研素养,激发学生科学热情和兴趣。

介孔SiO2纳米棒的制备及其表面锚接金纳米粒子

以正硅酸乙酯为硅源，十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，聚乙二醇为分散剂，采用溶胶一凝胶法制备出SiO2纳米粒子，应用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和X射线能谱仪研究了粒子的性能。结果表明：所得产物是具有周期性规则介孔的棒状粒子，长径比随着硅源、模板剂和分散剂浓度的降低而减小；向反应体系中引入乙醇，随着乙醇与水的体积比例的增加，粒子由棒状向球状转变，进而形成不规则絮状凝聚体。用硅烷化技术对SiO2纳米棒表面进行修饰后吸附平均粒径3．7nm的金种子，再用多轮生长法使种子长大，经过30轮生长，种子平均粒径增大至59nm，得到了SiO2-Au复合纳米体系。透射电镜和紫外一可见分光光度计分析结果表明：金纳米粒子锚接在SiO2纳米棒表面的某些点位，呈分散分布；复合体系表现出强烈的金的表面等离子体共振吸收峰，该峰随着金粒子的粒径增大，在500-700nm波段内红移。

纳米(Y_(0.95)Eu_(0.05))_2O_3及其SiO_2气凝胶介孔组装体的制备与光致发光

采用尿素溶胶法合成(Y0.95Eu0.05)2O3纳米粉，用超临界干燥技术制备了n-(Y0.95Eu0.05)2O3/SiO2气凝胶介孔组装体。结果表明，当Y3+∶Eu3+=20∶1,均相反应时间为4 h，且经680℃、 4 h灼烧热处理后得到的n-(Y0.95Eu0.05)2O3中， 光致发光强度最大（发光峰位于612 nm)，以Si与 2Y摩尔比为1∶7的n-(Y0.95Eu0.05)2O3/SiO2气凝胶介孔组装体，经同样条件热处理后，光致发光强度达不到n-(Y0.95Eu0.05)2O3的红光发射强度，而且峰位出现红移（发光峰在616 nm）。对产生上述发光强度减弱和峰位红移现象进行讨论。

SiO2溶胶“纳米粘合剂法”制备介孔纳米复合材料和应用

介绍了一种制备介孔纳米复合材料的新方法——SiO2溶胶“纳米粘合剂法”。应用此方法制备的纳米复合材料是介孔材料，材料具有大比表面积和高空隙率的特点；复合材料中的纳米颗粒或固体微粒保持复合前的形态和大小，没有被包覆而有自由表面并直接同外界环境相通，且可复合量较高。因此，这类纳米复合材料不但具有浸泡法和原位法制备的纳米复合材料的优点，而且克服了这2种方法固有的缺点，在光电材料、特种电荷贮存材料、敏感材料和催化材料方面有着广阔的应用前景。

以L-苯甘氨酸衍生物为模板制备介孔SiO_2纳米空心球

用L-苯甘氨酸合成了L-苯甘氨酸衍生物阳离子两亲化合物,以其自组装体为模板,采用四乙氧基硅烷为硅源,制备了介孔SiO_2空心球.结果表明,制备的介孔SiO_2纳米粒子直径50~200nm,孔径3.8nm左右,孔道成平行排列.

富含介孔结构的氮化碳/碳纳米管复合催化剂高效电催化还原CO_(2)为CO

氮掺杂材料中的吡啶氮被认为是电还原CO_(2)为CO的最活跃的氮催化位点.以双氰胺(dicyandiamide,DCDA)为氮源,氧化碳纳米管(carbon oxide nanotubes,CNTs-O)为分散剂,通过静电吸附-煅烧法制备了富含吡啶氮的氮化碳/碳纳米管(CN_(x)/CNTs)介孔复合催化剂.通过改变DCDA与CNTs-O的质量比,合成了具有不同石墨化氮化碳(g-C_(3)N_(4))含量的复合催化剂.通过一系列表征及电化学测试得出,当DCDA/CNTs-O质量比为0.5时,得到的CN_(0.5)/CNTs具有最优的还原CO_(2)为CO的电催化性能.在-1.0 V vs.RHE下CN_(0.5)/CNTs的CO法拉第效率(Faradaic efficiency,FE)高达94.1%,生成CO的电流密度为-13.27 mA/cm^(2),通过24 h长时间电解后依然保持着较高的法拉第效率(FECO>85%).

高比表面积介孔γ-Al_2O_3纳米颗粒的制备及其对Cl^-的吸附

在干法室温常压状态下,利用滚压振动磨大批量制备尺度在50~80nm的铝纳米颗粒。铝纳米颗粒在超声波作用下发生水解反应、经干燥、焙烧后制备出具有纳米结构的介孔γ-Al2O3(比表面积高达406.9m2/g)。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和比表面测定(BET)等技术对介孔纳米γ-Al2O3样品进行表征。并取0.2g不同条件下制备的介孔纳米γ-Al2O3,考察其对Cl-的吸附性能。实验结果表明,所制备的介孔纳米γ-Al2O3具有高比表面积、孔径大小均匀和高温稳定性。在焙烧温度为400℃、保温4h的条件下制备的介孔纳米γ-Al2O3对Cl-的吸附效率最高,对Cl-的去除率为14.03%。

纳米级油溶性降黏剂聚甲基丙烯酸十八烷基酯-丙烯酰胺/介孔纳米SiO_2的制备及应用

为降低高蜡原油的黏度,研制了一种新型纳米材料。选择模板法,采用溶胶-凝胶工艺制备了介孔SiO_2纳米粒(MSN),再通过溶液聚合法制备了油溶性降黏剂聚甲基丙烯酸十八烷基烷基酯-丙烯酰胺/介孔纳米SiO_2(PSMA-AM/MSN),采用氮吸附孔径、红外光谱、透射电子显微镜和接触角等手段对其结构和性质进行表征,并将其应用于大庆林源三库高蜡稠油和大庆铁岭高蜡稠油,进行降黏性能测试。结果表明:MSN尺寸均匀,比表面积大,孔道结构清晰;PSMA-MA/MSN疏水性能优异,在有机介质中能稳定分散,能使稠油黏度降低,降黏效果优异。

可降解聚酯PBS/接枝有序介孔SiO_2纳米复合材料的制备及其表征

为了研究有序介孔SiO_2对可降解聚酯PBS(聚丁二酸丁二醇酯)力学性能的影响,采用经过修饰后的有序介孔SiO_2与PBS熔融共混挤出造粒制备复合材料,通过FTIR、TG、SEM和力学性能分析,有效地表征了复合材料,分析研究了修饰后有序介孔SiO_2不同添加比例对材料力学性能的影响。结果表明,有序介孔SiO_2的加入可以改善材料的韧性、刚性和强度,添加质量分别为1%时效果最好;而且,明显改善了颗粒在基体中的分散性及基体与颗粒之间界面的相容性,使复合材料的性能得到提高。

TiO_2纳米管/介孔SiO_2复合膜的制备及生物活性研究

以表面构筑了TiO2纳米管阵列的金属钛为基底,采用溶胶-凝胶工艺和浸渍-提拉技术涂覆介孔SiO2薄膜,构建了TiO2纳米管/介孔SiO2复合膜。利用SAXRD、FTIR、HRTEM和FESEM等表征样品的结构和微观形貌。研究表明,在高度有序、规整排列的TiO2纳米管阵列基底上,利用溶胶-凝胶工艺和浸渍-提拉技术涂覆有六方相介孔SiO2薄膜的复合膜具有良好的生物活性。