尺寸可控有机杂化二氧化硅胶体粒子的制备

有机杂化二氧化硅胶体粒子因其独特的性质被广泛地应用于生物医学领域。对于不同的器官组织,纳米粒子的尺寸不同,因而尺寸可控的有机杂化二氧化硅胶体粒子在生物医学应用中尤为重要。以乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为硅烷前驱体,氢氧化铵为催化剂,通过硅烷前驱体在碱性条件下自发形成乳液,然后由引发剂过硫酸铵(APS)引发聚合来制备尺寸可控的有机杂化二氧化硅胶体粒子。采用场发射扫描电子显微镜和ImageJ软件,探究了引发剂种类、前驱体浓度、氢氧化铵浓度以及乳化时间等不同条件对有机杂化二氧化硅胶体粒子尺寸的影响。结果表明:前驱体浓度增大会造成有机杂化二氧化硅胶体粒子的尺寸增大,而氢氧化铵浓度增大则起到相反的作用。随着乳化时间延长,有机杂化二氧化硅胶体粒子的尺寸先减小后增大。

异丁基修饰的微孔二氧化硅膜制备及氢气分离性能

以正硅酸乙酯(TEOS)和异丁基三乙氧基硅烷(iTES)为前体,通过溶胶-凝胶法在酸性条件下制备异丁基修饰的二氧化硅溶胶,并采用浸渍提拉法在γ-Al_2O_3/α-Al_2O_3支撑体上制备异丁基修饰的微孔二氧化硅膜材料.分别通过动态光散射技术、接触角测量、红外光谱、核磁共振以及N_2吸附等测试手段对溶胶的粒径分布、膜材料的疏水性能以及孔结构进行表征,并深入研究异丁基修饰膜材料的氢气渗透和分离性能.结果表明,当摩尔比n(iTES)/n(TEOS)=0.6时,溶胶的平均粒径约为5.1nm,膜材料的孔径狭窄分布在0.45~0.8nm,其对水的接触角达到(114.0±0.5)°.H2在膜材料中的渗透率随测试温度的升高而增大,300℃时达到9.07×10^(-7) mol/(m^2·s·Pa),H_2/CO_2和H_2/CO的理想分离系数分别为6.79和15.37,双组份混合气体分离系数分别为7.09和15.72,均高于对应的Knudsen扩散分离因子,H2在膜材料中的输运主要遵循活化扩散机理.在250℃水蒸气物质的量摩尔分数为5%的环境中陈化200h后,异丁基修饰的SiO_2膜具有良好的水热稳定性.

有机-无机杂化介孔二氧化硅在环境保护中的应用

将有机基团通过后嫁接或共缩聚法引入到介孔二氧化硅的孔道表面或骨架中,根据有机基团在材料中的位置可得到表面结合型和桥键型两类功能化介孔材料。本文总结了有机-无机杂化介孔二氧化硅的分类及合成方法,重点介绍了该类材料作为吸附剂在环境保护中的应用,包括金属阳离子、含氧阴离子、有机污染物和气体的去除与回收。并展望了有机-无机杂化介孔二氧化硅的发展前景。

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。

有序立方介孔短孔道有机金属铑催化水介质清洁有机反应

绿色化学是实现化工生产源头控制的必由之路.水介质有机反应是重要的发展方向,可有效地去除有机溶剂挥发和排放造成的污染.通常采用均相催化剂,但由于其难以回收,导致成本较高,甚至存在重金属离子污染的风险.非均相催化可克服上述缺点,但催化效率较低,需要解决传质吸附和活性位微环境的问题.报道了一种新型的三维有序立方介孔短孔道有机金属铑(Rh)催化剂(PMO-Rh(I)),有机金属Rh均匀镶嵌于乙烷修饰的二氧化硅(SiO_(2))孔壁.所制备的催化剂在水介质Heck类反应中显示出高活性、优选择性和长寿命的特点,主要归因于其扩散吸附优化、Rh(I)活性位环境匹配及稳定性增强.

甲基/氨丙基杂化Co/SiO_2催化剂的制备、表征及费托反应性能

制备了甲基或甲基/氨丙基杂化的Co/SiO2催化剂并用于费托合成反应。结果表明,催化剂上的甲基和氨丙基在氧化气氛和还原气氛中均具有较高的稳定性,CO加氢反应活性随着催化剂中甲基量的增加而提高,随着氨丙基量的增加而明显降低。甲基促进了费托合成链增长能力,而氨丙基对重质烃的生成具有明显抑制作用。总之,通过调控催化剂上甲基与氨丙基的量,可实现对费托产物分布进行有效控制。

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.