共缩聚法制备功能化P(St-MPS)/MCM-41核壳复合微球

以聚(苯乙烯-γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)(P(St-MPS))微球为核模版,十六烷基三甲基溴化铵为壳模版,以P(St-MPS)微球、正硅酸乙酯与MPS的混合物为硅源,直接在无皂乳液中通过共缩聚方法合成表面链有碳—碳双键功能基的P(St-MPS)/MCM-41核壳复合微球;采用TEM,XRD和FT-IR对产物进行了表征。结果表明,表面功能化的P(St-MPS)/MCM-41核壳复合微球可以直接在无皂乳液中一步合成,所制备的核壳复合微球粒径约为260 nm,壳层约为10 nm。

共缩聚法制备氨基化介孔硅及其对毒死蜱的缓释性能

通过化学修饰法对介孔硅(MCM-41)进行改性。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为改性剂,采用共缩聚法制备了氨基化介孔硅(NH2-MCM-41),并以毒死蜱为模型药物,制备了毒死蜱/氨基化介孔硅载药体系。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、透射扫描电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位和傅里叶红外光谱(FTIR)对MCM-41和NH2-MCM-41的结构、形貌、Zeta电位和毒死蜱的负载情况进行了表征,考察了MCM-41和NH2-MCM-41对毒死蜱的吸附量和缓释性能,并着重探究了NH2-MCM-41与毒死蜱之间的作用力。结果表明:NH2-MCM-41和MCM-41均为有序的六方相介孔结构。MCM-41对毒死蜱的吸附量为106 mg/g,而NH2-MCM-41的最大吸附量为178 mg/g,且后者的吸附量随其Zeta电位值升高而增大。APTES的加入有利于改善MCM-41对毒死蜱的缓释性能;载药体系的释药行为可用Higuchi动力学模型来描述。

一锅共缩聚法制备氨基改性Fe_3O_4@SiO_2及其Cr(Ⅵ)吸附性能增强

采用一锅共缩聚法制备了不同N原子个数的硅烷偶联剂改性并且SiO_2包覆的球形磁性Fe_3O_4@SiO_2-x N(x=1,2,3)复合吸附剂,其中1N、2N、3N分别代表γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷。采用XRD、SEM、N2吸附-脱附、元素分析、FT-IR和ζ电位等手段对典型样品的物理化学性质进行了对比表征。结果表明,改性后的复合材料均具有良好的球形形貌和较高的等电点,其含N量呈现出Fe_3O_4@SiO_2-1N<Fe_3O_4@SiO_2-2N<Fe_3O_4@SiO_2-3N的趋势。对Cr(Ⅵ)的静态吸附实验表明,其最大吸附量随着N含量的增加而降低,即Fe_3O_4@SiO_2-1N(79.74 mg·g^(-1))>Fe_3O_4@SiO_2-2N(63.05 mg·g^(-1))>Fe_3O_4@SiO_2-3N(55.37 mg·g^(-1)),并对其呈现这种趋势的机理进行了分析。对模拟废水的吸附实验表明,样品Fe_3O_4@SiO_2-1N可以同时吸附废水中的多种重金属离子,并且可以在30 s内实现磁性分离。

磺酸功能化介孔材料的合成及催化性能研究

使用1,2-二(三甲氧基甲硅烷基)乙烷和正硅酸甲酯两种硅脂分别与3-巯丙基三乙氧基硅烷共缩聚,合成出巯基修饰的含有乙烷桥键的硅基介孔材料(BM-n)以及巯基修饰的纯硅基介孔材料(TM-n),并用浓硝酸将其氧化,顺利的把修饰的巯基官能团氧化成磺酸基团(-SO3H)。使用SEM、TEM、小角度XRD和N2吸附脱附仪、FT-IR、元素分析、固体13 C-NMR等多种手段对其进行了表征。把得到的材料作为固体酸催化剂,催化丙酸与乙醇的酯化反应。结果表明骨架疏水性更强的乙烷桥键介孔硅基磺酸材料表现出更高的催化活性。

席夫碱桥联介孔SiO_2的合成及其对Cu^(2+)吸附性能的研究

采用水热法,以十二胺为模板剂,苯基桥链硅氧烷为有机硅源的共缩聚法合成桥链双亚胺席夫碱功能介孔二氧化硅(PMOs),并利用FT-IR,XRD,N_2吸附/脱附及TEM对合成的样品进行表征,考察了桥联有机硅源量对PMOs材料结晶和介孔结构特性的影响。结果显示,通过苯基桥链硅氧烷为有机硅源可实现介孔二氧化硅的席夫碱功能化,样品的孔径为2.65~2.96nm的介孔结构范围。但随着桥联有机硅源量的增加,受有机结构的影响,PMOs材料的晶型有序度和介孔规整度下降。吸附性能显示,PMOs材料对Cu^(2+)具有较好的吸附性能,对铜离子(Cu^(2+))的最高吸附率达到90.35%。

桥连双亚胺介孔材料的制备及其表征

以自制双亚胺硅烷偶联剂和正硅酸乙酯为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/聚丙烯酸钠(PAANa)为混合模板剂,通过共缩聚法合成桥连双亚胺席夫碱功能化介孔材料。利用红外光谱(FTIR)、氮气吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对桥连双亚胺介孔材料进行了表征,着重探讨了不同PAANa用量对介孔材料的结构和形貌的影响,并将其应用于重金属离子的吸附。结果表明,PAANa用量对桥连双亚胺介孔材料的比表面积、孔容积和有序度都有一定的影响;当PAANa的加入量为0.01%时,功能化介孔材料(PMOS_(0.01))展现出较好的形貌、有序度和比表面积。此外,在酸性条件下,PMOS_(0.01)对Cr(Ⅵ)的吸附量为289.24mg/g;而在碱性条件下,PMOS_(0.01)对Cu(Ⅱ)的吸附量为276mg/g。