周期性介孔有机官能化氧化硅材料(PMOs)表面修饰的研究现状

综述了周期性介孔有机官能化氧化硅材料(PMOs)及其表面修饰的研究现状。PMOs的结构与性能取决于有机硅前驱体中有机桥联基团的种类。分布在骨架和孔道内的有机官能基团由于所处的环境以及基团种类的不同,将表现出不同的化学特性,从而赋予材料不同的化学和物理性能。所以近年来,国际上很多研究人员采用不同的官能团对PMOs的孔结构进行修饰,以期获得性能更为优异的新型介孔材料。

有机-无机杂化氧化硅基介孔材料

有机基团可以通过嫁接或共聚的方法引入到氧化硅基介孔材料的孔表面或材料的骨架中,形成表面结合型和桥键型两大类有机无机杂化氧化硅基介孔材料。本文综述了有机无机杂化氧化硅基介孔材料的最新研究进展,介绍了其合成方法、应用及潜在的应用领域,详细总结了目前已报道的有机无机杂化氧化硅基介孔材料的种类,展望了桥键型有机无机杂化氧化硅基介孔材料的发展及应用前景。

硅酸钠与有机硅氧烷前驱体合成有机官能化硅基介孔材料

采用有机硅氧烷(RTES)与硅酸钠(Na2 SiO3)共水解缩聚合成有机官能化的MSU型硅基介孔材料.当前驱体中RTES和硅酸钠的摩尔比为 0.1∶0.9时合成了R MSU(R =甲基,氨基)分子筛,通过现代分析技术证明有机官能团均进入材料骨架.选用CH3 MSU合成体系,考察了合成温度、前驱体与模板剂摩尔比及前驱体中有机硅氧烷含量等反应参数对材料织构性能的影响,发现通过简单地调节反应参数。

有机官能化硅基介孔分子筛的界面层表征

采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、红外(IR)、核磁共振(NMR)、拉曼(Raman)光谱、热重(TG)、N_2吸附/脱附分析、元素分析等现代物理技术对有机官能化介孔材料的物相、表面组成、稳定性等织构性能进行表征。对所合成的系列有机官能化硅基MSU—X介孔材料,表征了各种有机硅氧烷由于其反应速率、空间位阻的不同,使其对硅基骨架的缩聚程度、孔道和表面所带来的性质差异。运用小角X射线散射方法(SAXS)实验技术对所合成的有机官能化介孔材料结构和表面的表征方法,揭示了有机官能化基团在介孔孔道的存在状态及在孔道表面所形成的界面特征。

有机官能化介孔硅基材料研究综述

介孔硅基材料的出现,使沸石中难以完成的大分子催化、吸附和分离过程变为可能。通过对介孔分子筛进行物理及化学改性,可以对其表面性质(内表面及外表面)和孔大小进行精确的控制,同时还可以增强其水热稳定性。改性后的介孔分子筛在大量的催化反应及吸附过程中表现出了比纯硅介孔材料更好的活性、选择性及稳定性。本文拟对介孔硅基材料的合成机理、有机官能化介孔硅基材料在合成与应用方面的研究进展作一简要综述。

功能性介孔氧化硅对六价铬的吸附研究进展

为了给以后去除六价铬提供一定思路,以介孔氧化硅为基质材料,总结了用有机官能团修饰、与其他材料(石墨烯氧化物、磁性材料和碳点)复合的功能性介孔氧化硅材料对六价铬的吸附研究,并对今后这类功能性材料进一步展望,以期能更加经济有效去除六价铬。

有机官能团化介孔分子筛固载铑膦配合物的制备及其对己烯-1氢甲酰化的催化性能

制备了表面有机官能团化的MCM 4 1和MCM 4 8介孔分子筛以及SiO2 等载体固载铑膦配合物催化剂 ,考察了所制备催化剂对液相己烯 1氢甲酰化的催化性能 ,并用X射线衍射、BET、红外光谱和原子吸收光谱等技术对载体和催化剂的组成和结构进行了表征 .结果表明 ,固载化铑膦配合物对烯烃氢甲酰化的催化性能与有机官能团的种类及载体的结构有关 ;固载于含胺基和腈基有机官能团化介孔分子筛载体的铑膦配合物表现出较高的催化活性和稳定性 .

有机官能化介孔硅基材料研究综述

介孔硅基材料的出现,使沸石中难以完成的大分子催化、吸附和分离过程变为可能。通过对介孔分子筛进行物理及化学改性,可以对其表面性质（内表面及外表面）和孔大小进行精确的控制,同时还可以增强其水热稳定性。改性后的介孔分子筛在大量的催化反应及吸附过程中表现出了比纯硅介孔材料更好的活性、选择性及稳定性。本文拟对介孔硅基材料的合成机理、有机官能化介孔硅基材料在合成与应用方面的研究进展作一简要综述。

基于有机-无机介孔二氧化硅杂化材料对Cu^2和Co^(2+)的选择性测定

合成了一种有机-无机介孔二氧化硅杂化材料(SBA-15-Tpy),通过透射电镜显微镜、X射线衍射、热重分析和N_2吸附-解吸曲线对其进行表征,并基于该材料建立了在水中对Cu^(2+)和Co^(2+)的选择性识别。研究表明,SBA-15-Tpy与Cu^(2+)和Co^(2+)结合后会分别在800 nm和510 nm处产生新的吸收峰,加入其它金属离子后不发生明显的吸收峰值变化。在最优条件下,检测Cu^(2+)和Co^(2+)的线性范围分别为2.0~200.0μmol/L和10.0~200.0μmol/L,检出限分别为0.48μmol/L和4.28μmol/L。将上述方法用于江水中Cu^(2+)和Co^(2+)的测定,回收率在96.0%~108.5%之间。

氨丙基官能化HMS介孔分子筛的合成及表征(英文)

沿S0I0路径,以十六胺为模板剂,以3-氨丙基三乙氧基硅烷为有机硅源,通过与TEOS共水解沉淀合成了氨丙基官能化HMS介孔分子筛.采用粉末X-射线衍射分析、N2吸/脱附、扫描电镜分析、高分辨透射电镜分析、傅立叶变换红外分析以及元素分析等表征手段,对所合成的材料进行表征.氨丙基官能化HMS介孔分子筛具有worm-like孔道结构,且较为均一的孔径分布.研究了前体硅源中3-氨丙基三乙氧基硅烷含量的变化对氨丙基官能化HMS介孔分子筛的相结构及织构性能的影响.傅立叶变换红外分析表明,NH2-CH2-CH2-CH2有机基团分布在杂化HMS介孔孔道中.

蛋黄-壳结构Fe_3O_4@SiO_2@PMO磁性微球的制备及对漆酶的固定化

以蛋黄-壳结构的Fe3O4@SiO_2@PMO磁性微球作为载体,采用交联法对漆酶进行固定,考察了戊二醛浓度等对固定效果的影响,并对固定后漆酶的活性进行了研究.结果表明,蛋黄-壳结构的磁性微球负载漆酶仅需6 h,磁性微球对漆酶的固载量高达475 mg/g.固定后漆酶的稳定性显著提高,在pH=2. 5～4. 5的强酸性条件下,固定后漆酶酶活仍可保持70%以上,即使温度升高至60℃,固定后漆酶的相对酶活仍保持65%以上.这说明漆酶经所合成的材料固定后,其耐酸和耐热能力都明显优于游离漆酶.包覆的Fe_3O_4粒子使得材料很容易经磁铁分离法回收,固定后漆酶经磁分离循环使用10次后仍然能保留85%的酶活,具有良好的可操作性和稳定性,有效降低了漆酶的使用成本.

SiO_(2)/COPs的合成及其在光催化反应中的协同效应

共价有机聚合物(COPs)是一类由轻质元素(C,H,O,N和B等)通过共价键的方式连接而成的有机多孔材料.COPs的共辘结构赋予其优异的可见光吸收特性,己经在光催化水分解制氢、二氧化碳还原、有机合成和污染物降解等领域显示出巨大的应用潜力.虽然COPs具有能带结构易调控和高孔隙率等优点,但其光催化活性仍有待提升.使用助催化剂是提升COPs的光催化活性,促进表面反应普遍采用的策略.此外,底物活化官能团的引入和光催化剂表面性质的调控也是提高光催化剂反应活性的有效方法.虽然可以通过改变COPs单体种类、化学键的类型和拓扑结构来调控COPs的组成,但要同时兼顾COPs的结构和亲疏水性的调控以及底物活化官能团的引入仍十分困难.与纯COPs相比,与其他材料进行杂化为扩大COPs的化学组成和功能性提供了更多可能.迄今为止,在COPs纳米孔中封装分子、纳米颗粒或将COPs涂覆在其他固体材料上是制备基于COPs复合材料的常用策略.但是,考虑到COPs和无机材料合成条件的不相容性,在纳米尺度精确控制复合材料的组分、结构和形貌仍然是一项艰巨的任务.本文制备了稳定在十六烷基三甲基漠化较(CTAB)疏水核中的COPs胶体,其粒度分布在16nm左右.通过溶胶-凝胶法在CTAB周围水解聚合四乙氧基硅烷,得到SiO_(2)/COPs复合材料.表征结果表明,COPs均匀分布在氧化硅的骨架中.该复合材料具有分别来自于SiO_(2)和COPs的介孔和微孔结构.与纯COPs相比,复合材料的表面疏水性降低.SiO_(2)/COPs具有可见光响应特性,其吸收带边随COPs含量的增加而红移,表明在复合材料中COPs在高含量时发生团聚.SiO_(2)/COPs作为光催化剂,可高效催化α-溴代苯乙酮的还原脱卤反应(汉斯酯为还原剂),其催化活性和SiO_(2)/COPs比例相关,在COPs含量为22.6 wt%时达到最优.SiO_(2)/COPs的催化活性较COPs有大幅度提高.在优化的SiO_(2)/COPs比例下,SiO_(2)/COPs的TOF是COPs的近12倍.控制实验表明,SiO_(2)中的軽基对汉斯酯为还原剂有活化作用.此外,本文研究发现,复合材料的活性与SiO/COPs的比值呈火山型曲线,表明在光催化反应中SiO_(2)和COPs之间存在协同效应.由此可见,将光催化剂和反应物活化材料耦合是提高光催化反应活性的有效策略.