溶胶-凝胶法制备生物活性有机-无机杂化材料的研究进展

已经应用于临床的骨修复材料主要是生物活性陶瓷和金属如钛及其合金制成的生物材料,它们能与生物骨结合但与人体松质骨相比弹性模量高且柔韧性较低。需要研究一种具有与天然生物骨相类似力学性能的生物活性材料。目前已通过溶胶-凝胶法分别用PDMS、明胶、MPS及PTMO与无机系统合成了生物活性的有机-无机杂化材料,材料通过在有机基体中引入Ca2+和特殊的功能化基团如Si—OH等获得生物活性。其今后主要发展方向在于有机成分的引入以达到最佳的柔韧性和力学强度以及作用机理的研究以提高生物活性。

二氧化硅基有机-无机防腐蚀杂化膜的制备及性能

传统的钢铁表面覆膜技术如磷化、铬酸盐钝化等污染严重,硅烷化和有机-无机杂化涂层用于金属预处理则具有耐温、耐腐蚀等优点,又利于环保。以正硅酸乙酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,采用溶胶-凝胶法制备了SiO2基有机-无机杂化材料。通过红外光谱对不同温度处理的杂化材料进行了分析,以差示扫描量热法研究了杂化材料在不同温度下的吸放热反应,结合对杂化溶胶涂覆于钢铁基体表面形成涂层的塔菲尔曲线分析,对杂化膜的保护性能进行了研究。结果表明:涂层试样在N2气氛下300℃热处理,可以保证涂层中Si-O-Si键等最大程度地键合,并有效保留了有机组分,从而有利于保证杂化材料涂层的完整性,较大地提高了基体钢铁的耐腐蚀性能,可作为金属表面涂装处理工序中良好的中间过渡层。

硅烷偶联剂对硅溶胶及其膜层表面开裂性的改性效果

为了改善硅溶胶膜层的开裂性,使用甲基三氧甲基硅烷和KH-570 2种硅烷偶联剂对硅溶胶正硅酸乙酯进行改性。比较了2种偶联剂对硅溶胶膜层的影响,应用金相显微观察、傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜观察等系统研究了偶联剂KH-570对硅溶胶及其膜层的改性效果。结果表明:2种硅烷偶联剂都可以明显减少膜层的裂纹,使其表面更加平整;在同样的用量下,偶联剂KH-570对减少涂层表面裂纹的效果更加明显;加入KH-570偶联剂的硅溶胶体系内由于生成了有机-无机杂化的网络结构而有效地减缓了膜层开裂性,提高了其耐蚀性能。

席夫碱Mo(VI)功能化介孔SiO2的制备及其催化烯烃环氧化研究

采用共缩聚法制备有机-无机杂化材料,以介孔SiO_2材料为载体,分别嫁接席夫碱配体和配位乙酰丙酮钼,得到Mo(VI)席夫碱修饰的介孔SiO_2(Mo-SB-Cl-SiO_2-0.5-1).所制备的材料采用XRD,SEM,N2吸附-脱附和TEM技术对其结构进行了表征.考察了Mo-SB-Cl-SiO_2-0.5-1催化液相烯烃环氧化性能,结果表明:Mo-SB-Cl-SiO_2-0.5-1催化剂对烯烃环氧化具有高的转化率和优良的催化活性.与后嫁接法制备的催化剂相比,Mo-SB-Cl-SiO_2-0.5-1催化剂催化活性得到明显提高,催化环己烯环氧化的转化率和选择性分别为85%和>99%.在不同烯烃的研究中,环辛烯具有最高的转化率和选择性,分别为87%和>99%.催化剂重复使用4次后,环己烯的转化率没有明显下降,选择性仍然高达98%,表明Mo-SB-Cl-SiO_2-0.5-1具有较好的催化稳定性.