介孔WO_(3)/SiO_(2)的制备及其氧化脱硫性能

以稻壳为硅源和介孔模板,磷钨酸为钨源,采用等体积浸渍法制备了一系列不同WO_(3)负载量的介孔WO_(3)/SiO_(2)催化剂。结果表明,低负载量的样品,WO_(3)晶粒在载体SiO_(2)上高度分散,且样品的比表面积、外表面积和介孔体积均较高。采用二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)模拟油的氧化脱硫反应,评价了样品的催化性能。在优化的条件下,2.4%WO_(3)/SiO_(2)样品给出了99.9%的DBT转化率和99.5%的4,6-DMDBT转化率。

以稻壳为原料的介孔MoO_(3)/SiO_(2)制备及其氧化脱硫性能

以稻壳为硅源和介孔模板,四水合钼酸铵为钼源,通过等体积浸渍法制备了一系列不同MoO_(3)负载量的介孔MoO_(3)/SiO_(2)。通过XRD、UV-Vis、FT-IR和N 2吸附-脱附等温线的技术手段对样品进行了表征。结果表明,低负载量的样品,MoO_(3)在载体SiO_(2)上分散较好;高负载量的样品开始出现正交晶系的MoO_(3)晶体。样品具有较大的比表面积和明显的介孔结构。采用二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)模拟油的氧化脱硫反应,评价了样品的催化性能,筛选出合适的催化剂为10%MoO_(3)/SiO_(2)。在优化的反应条件下,DBT和4,6-DMDBT的转化率均为99.9%。

镁合金表面介孔SiO_(2)改性等离子体电解氧化复合涂层组织与性能研究

为了在镁合金表面制备对损伤具有自修复能力的复合涂层,本文将负载了缓蚀剂8-羟基喹啉(8-HQ)的介孔SiO_(2)微容器掺杂在环氧树脂涂层中,并涂敷在经等离子电解氧化处理的镁合金AZ91D试样表面,制备了介孔SiO_(2)改性的等离子体电解氧化复合涂层。采用TEM、FT-IR、UV及TGA研究了8-HQ在微容器中的负载及释放规律;通过SEM、电化学测试研究了改性后的复合涂层表面微观形貌、耐蚀性、自修复效果及其自修复机理。研究结果表明:8-HQ在介孔SiO_(2)内的最大负载率约为16%,并在40 min内基本释放完全;通过预制缺陷,证明了涂层具备自修复能力,且自修复效率约为93%;改性后的复合涂层表现出更好的耐蚀性,从而提高了镁合金在实际应用中的使用寿命。

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.

耐湿性有序介孔SiO_(2)减反射膜的制备及光学性能分析

采用氟硅烷链对有序介孔SiO_(2)光学减反射薄膜进行表面改性,有效提高其在潮湿环境中的稳定性。以三嵌段共聚物F127为模板剂,以正硅酸四乙酯为前驱物,在酸催化的醇体系中制备SiO_(2)溶胶。采用提拉法在石英基底上镀制薄膜,经350℃热处理后得到有序介孔SiO_(2)薄膜,薄膜对中心波长的透射率达到99.83%。通过嫁接氟硅烷链对薄膜表面进行改性,以有效阻止羟基和微孔开口对水蒸气的吸附。薄膜耐湿性测试在相对湿度80%、温度40℃的可控环境中进行,每隔15天进行一次薄膜透射光谱测试,采用光谱拟合方法分析薄膜的光学常数随测试时间的变化。结果表明,在湿度环境下,薄膜结构沿厚度方向具有非均匀性,薄膜折射率由靠近基底的边界到薄膜-空气界面呈非线性下降趋势。

有序介孔二氧化硅负载Zn和Zr多功能催化剂催化乙醇转化制丁二烯性能研究

乙醇直接转化制丁二烯是一种减少对化石资源的依赖和缓解环境问题的有效策略。开发新型催化剂可提高丁二烯产量,通过调节介孔SiO_(2)材料的孔结构,使得主客体分子之间快速传递乙醇和重要中间体,通过调节催化剂的酸碱性质和各活性中心的协同作用可提高催化剂的催化性能。采用湿浸渍法制备了一系列具有不同孔结构的介孔SiO_(2)负载Zn和Zr催化剂(ZnZr/SiO_(2)、ZnZr/MCF、ZnZr/SBA-5和ZnZr/KIT-6),对其催化乙醇直接转化制丁二烯的性能进行了评价,并通过多种表征技术揭示了催化剂各个活性中心的协同作用以及酸碱性质对催化剂催化性能的影响。结果表明,载体的孔结构可有效调控催化剂的酸碱性质,介孔结构多孔泡沫(MCF)可促进Zn物种与硅羟基相互作用形成强Lewis酸位点。ZnZr/KIT-6催化剂具有适中的酸性质,因Zr物种与KIT-6上的硅烷醇相互作用可形成强度适中的Lewis酸位点,同时KIT-6可抑制Zn物种与硅羟基相互作用形成强酸位点。在ZnZr/KIT-6催化剂中,Zn物种主要以ZnO的形式存在,有利于乙醇脱氢生成乙醛。相比ZnZr/SBA-15催化剂,ZnZr/KIT-6催化剂的弱碱量增加,强碱量减少,碱强度减弱。适中的酸性质和较弱的碱性质有利于乙醇直接转化制丁二烯中的羟醛缩合反应,因此,在有序介孔SiO_(2)负载Zn和Zr催化剂催化乙醇直接转化制丁二烯的反应中,ZnZr/KIT-6催化剂在温度为350℃和反应空速为1.23 h^(-1)的条件下具有最大的乙醇转化率和丁二烯选择性,分别为91.2%和53.5%,且丁二烯时空产率高达0.35 g/(g·h)。

双重孔结构SiO_(2)的制备及其吸附生物大分子的性能

采用十六烷基三甲基溴化铵作为有序介孔模板剂和相分离诱导剂,通过相分离和溶胶-凝胶转化,合成了具有较小有序介孔和较大堆积介孔/大孔的双重孔结构SiO_(2)。结果表明,采用该双重孔结构SiO_(2)吸附模型生物大分子,其吸附量明显高于单一孔结构MCM-41型SiO_(2),显示双重孔结构SiO_(2)吸附大分子的优势。

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。

高度有序SiO_2介孔薄膜的制备和机理研究

有序介孔薄膜材料在催化、吸附与分离、化学传感器、发光材料和太阳能电池等领域具有十分广阔的应用前景。本文从孔道定向性角度综述了高度有序SiO2介孔薄膜制备和机理的研究进展,并对介孔薄膜未来的发展进行展望。

低表面活性剂浓度下有序介孔SiO_2的制备及性能

在碱性条件下 ,采用低浓度阳离子表面活性剂 ,利用表面活性剂与硅源水解后形成的聚集体相互作用 ,在溶液中形成分子自组装体 ,从而形成有序排列的介孔SiO2 材料·水热和室温碱性条件下 ,表面活性剂与硅源的粒子数比为 0 0 6∶1 ·由HRTEM分析 ,小角度XRD分析 ,TG DTA分析及FT IR分析等研究表明 :在较低的表面活性剂浓度下 ,通过分子自组装体做模板剂 ,最终反应物经一定工艺处理 ,可形成六方结构介孔SiO2 ·水热条件下使分子的作用增强 ,提高介孔骨架中硅原子的聚集度 ,由于铝原子的引入取代部分硅原子导致晶格增大 ,并使有序介孔结构保持完好·介孔SiO2 孔道大小 3～ 4nm ,六方结构排列·介孔结构保持完整的最佳煅烧温度为 5 0 0℃·

气-液界面有序介孔SiO_2无机膜的仿生合成

Ordered mesoporous silica inorganic films were prepared in an acid solution at the air-solution interface by the biomimetic synthesis method, during which the hydrolysis of tetraethoxy silane (TEOS) was directed by cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) supramolecule self-assemblies. The effects of material ratio, pH and sampling time on the qualities of silica films were investigated. Fourier transform infrared (FTIR) spectrophotometer, High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and selected area electron diffraction (SAED) were used to measure the biomimetic synthesized silica films extracted with 0.50 mol·L-1 hydrochloric acid ethanol solution. The results indicate that the structure of hexagonal ordered mesoporous is maintained, while the surfactant is removed effectively in mesoporous silica films.

8-羟基喹啉动态有序介孔SiO_2涂层毛细管微萃取与ICP-MS在线联用分析天然水中铝的形态

本文采用溶胶-凝胶方法合成SiO2溶胶，制备了8-羟基喹啉改性的有序介孔SiO2涂层毛细管，建立了毛细管微萃取-电感耦合等离子体质谱（CME—ICP—MS）在线联用技术分析铝形态的新方法。选择游离态铝和Al-柠檬酸络合物为不同铝形态的代表物，详细探讨了不同实验参数对铝形态分离的影响。结果表明：8-羟基喹啉改性的有序介孔SiO2涂层毛细管在pH为5．0～8．0的范围内可以有效地分离试样中的稳定态单核铝（柠檬酸铝）和非稳定态无机单核铝（游离态铝）。方法的富集倍数为10，检出限为0．34ng·mL^-1。该法应用于湖水、池塘水和长江水中铝的组形态分析，所得结果与8-羟基喹啉负载硅胶微柱分离所得结果吻合很好。

电解质诱导聚集初级粒子制备介孔SiO_2材料

在无模板剂的条件下,通过在Stber合成过程中引入外加电解质成功地制备了具有介孔结构的SiO2粒子.实验结果表明,通过电解质的加入可以诱导Stber过程中初级SiO2粒子的聚集,从而得到了具有介孔结构和较强表面吸附能力的SiO2粒子.

有序介孔SiO_2在低表面活性剂下的制备及表征

论述了碱性介质条件下 ,采用低表面活性剂浓度 ,在表面活性剂与硅源的摩尔比仅为 0 0 6∶1的条件下 ,利用表面活性剂与硅源水解后形成的聚集体相互作用 ,在溶液中形成分子自组装体 ,进而形成有序介孔SiO2 材料 .并对其进行HRTEM分析和小角度XRD分析 ,以及红外可见光谱FT -IR分析 .研究表明 :在低表面活性剂下 ,经分子自组装可形成排列有序的六方结构 .水热条件下使分子的作用增强 ,介孔骨架中硅原子的聚集度提高 .实验说明铝原子的引入取代部分硅原子导致晶格增大 。

镁热反应制备介孔非均质SiO_(2)@SiC@C微球的吸波性能研究

以改良Stober法合成的介孔SiO_(2)为前驱体,通过自组装技术在SiO_(2)表面包覆酚醛树脂,碳化后形成SiO_(2)@C,再经800℃镁热反应得到形貌均匀的介孔非均相SiO_(2)@SiC@C微球,并利用XRD、XPS、Raman、BET、SEM和TEM对SiO_(2)@SiC@C进行表征/分析。结果表明,SiO_(2)@SiC@C微球由SiC、非晶SiO_(2)、非晶C和SiO_(x)C_(y)相组成,且表面存在大量介孔结构。介孔非均相SiO_(2)@SiC@C微球展现出优异的吸波性能,当模拟匹配厚度为2 mm时,最小反射损耗在17.74 GHz处达到-36.83 dB,当模拟匹配厚度为2.5 mm时,最大吸收带宽达到了6.63 GHz,完全覆盖了Ku段,表现出强吸收、宽频段的性能,这是介孔结构优化阻抗匹配和非均质界面增强界面极化协同作用的结果。本文制备的介孔非均相SiO_(2)@SiC@C微球可满足电磁波吸收防护领域的应用需求。

聚(L-乳酸-co-衣康酸丁二醇酯)/中空介孔SiO_(2)微球复合薄膜的制备及对草莓包装中微气氛的调控作用

为改善聚(L-乳酸)(PLLA)薄膜的果蔬平衡气调包装性能,文中首先通过熔融酯化缩聚法将聚衣康酸丁二醇酯(PBI)作为柔性链段引入PLLA中制备PLBI共聚物,进一步通过溶液浇筑法将中空介孔SiO_(2)微球(HMSM)作为气体渗透“通道”填充到PLBI中制备PLBI/HMSM复合膜。探究了软段嵌入、HMSM粒径对复合膜包装性能的影响,并评估了薄膜对草莓包装内气氛的调控作用。结果表明,与PLLA相比,PLBI薄膜的Tg降低了5.4℃,断裂伸长率增加了14.3倍。继续添加质量分数0.9%700 nm的HMSM后,PLBI薄膜的CO_(2)透过率(CDTR)和O_(2)透过率(OTR)分别约为PLLA的2.2倍和3.3倍,而水蒸气透过率有所下降。草莓保鲜结果表明,在3~25 d的贮藏期间,PLBI/HMSM薄膜内的CO_(2)和O_(2)含量分别维持在6.9%~8.0%和3.1%~4.6%,可为草莓提供理想的保鲜微气氛,有效延缓了草莓的枯干和腐烂。

有序介孔炭/SiO_2的原位合成及其染料吸附性能

利用P123为模版剂并在扩孔剂1,3,5-三甲苯与P123的最佳投入质量比为0.6∶1时合成了有序SBA-15原粉,通过高温处理制备了比表面积为615m2/g、孔径为11.9nm的有序介孔炭/SiO2复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面及孔隙度分析仪对样品进行了表征,并在最佳条件下制备出的有序介孔复合材料用于亚甲基蓝的吸附实验。结果表明,随着亚甲基蓝溶液初始质量浓度的增加,吸附剂的吸附量呈现线形增长,当达到500mg/L时,曲线增长趋于平缓,达到饱和状态;当pH为10时,样品对亚甲基蓝的吸附效果最佳。

稀土Sm_2O_3和有序介孔SiO_2复合改性NaAlH_4储氢性能的研究

以机械球磨为制备方法,利用Sievert等容法吸放氢性能测试法系统地研究了有序介孔SiO2和Sm2O3复合改性NaAlH4体系的储氢性能。并利用XRD、FESEM和HRTEM来表征体系的物相和微观结构。结果表明,Sm2O3单掺杂可以改善NaAlH4的脱氢性能,4h时NaAlH4-Sm2O3体系的放氢量约为3.6%,而有序介孔SiO2和Sm2O3复合掺杂改性NaAlH4体系4h时的放氢量达到4.3%,且循环吸放氢性能得到加强。同时对有序介孔SiO2和Sm2O3对NaAlH4体系的改性机理进行了探讨。

染料敏化太阳电池有序介孔SiO_2/离子液体凝胶电解质的研究

以P123为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备有序介孔SiO2,用N2吸附、扫描电镜及透射电镜对样品进行分析。结果表明,制备的介孔SiO2呈短棒状,具有有序柱状孔结构,平均孔径为5.75nm。有序介孔SiO2固化二元离子液体(1-甲基-丙基咪唑碘/1-甲基-己基咪唑碘)形成凝胶电解质。由于凝胶电解质中离子液体在介孔SiO2的孔道中有序排列,使凝胶电解质I3-的扩散系数增大,从而降低了电解质的内阻,抑制了染料敏化纳晶多孔膜-凝胶电解质界面的复合反应,使凝胶电解质染料敏化太阳电池具有较大的开路电压和填充因子,光电转换效率达到5.22%。

水基纳米TiO_2路径制备有序介孔TiO_2-SiO_2及其可见光催化性能

在多巴胺修饰的水基TiO_2纳米微粒(TiO_2NPs)悬浮液中,以正硅酸乙酯为硅源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,分别采用碱性水热方法或酸性溶胶-凝胶方法,制备了有序介孔TiO_2-SiO_2(TiO_2NPs/MCM-41或TiO_2NPs/SBA-3)。采用XRD、TEM、ICP和N2吸附-脱附实验对样品进行表征。结果表明,制备的介孔TiO_2-SiO_2在TiO_2高负载质量分数(23.98%TiO_2NPs/MCM-41、17.27%TiO_2NPs/SBA-3)时,仍能保持长程有序的介孔氧化硅结构。TiO_2NPs随机地嵌入在有序介孔氧化硅孔道所组成的网络结构中。在可见光下催化甲基橙降解反应中,反应时间120 min时,在P25上甲基橙相对浓度降为57%,在TiO_2NPs/MCM-41上降为33%,而在TiO_2NPs/SBA-3上降为5.7%。