氨基功能化介孔硅材料对SO_2吸附性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵作为结构导向剂,正硅酸乙酯作为硅源,3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为功能基团,采用共缩聚的方法制备了一系列氨基功能化介孔硅材料(AFM),并研究其对二氧化硫气体的吸附性能。采用N2吸附、X射线衍射、红外光谱、透射电镜等手段对材料进行表征。实验结果表明,氨基功能化介孔硅材料具有较大的比表面和孔体积,对酸性二氧化硫气体有较强的吸附能力。

氨基功能化介孔氧化硅材料的合成及其CO_2吸附性能的研究进展

本文综述了近年来氨基功能化介孔氧化硅材料的合成及其对CO2吸附性能的研究进展,重点介绍了氨基功能化MCM-41、MCM-48、SBA-15和以阴离子表面活性剂为模板剂合成氨基功能化介孔氧化硅的研究情况。同时本文对嫁接法和直接合成法在介孔氧化硅表面功能化中的优缺点进行了讨论。在研究展望部分,提出了氨基功能化介孔氧化硅在CO2吸附方面的研究方向。

胺基功能化介孔硅材料对铀(VI)的吸附及机理研究

本研究探讨了胺基功能化介孔硅材料(AFPS)对水体中铀(VI)的吸附性能及其吸附机理。通过合成8种具有不同孔径和胺基功能团(APTES和AEPTES)的AFPS,评估了这些材料在不同pH条件下对铀(VI)的吸附效果。实验结果显示,在pH值约为5.5的条件下,AFPS对铀(VI)的吸附效率最高。孔径分析表明,AEPTES功能团的最佳孔径为4.1 nm,而APTES功能团的最佳孔径为2.7 nm。吸附机理研究表明,胺基通过与水合铀酰分子团表面的羟基(OH-)结合,实现了对铀(VI)的有效吸附。本研究不仅为理解AFPS吸附铀(VI)的机制提供了科学依据,也为开发新型高效吸附材料提供了理论支持和研究方向。

氨基功能化短孔道有序介孔材料H_2N-Zr-Ce-SBA-15的合成及吸附性能

以pluronic(P123)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氯化氧锆和硝酸亚铈为无机前驱盐,N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(AAPTS)为硅烷化试剂,采用后接枝法合成了氨基功能化六方板状短孔道有序介孔材料H2N-Zr-Ce-SBA-15(H2N-ZCS).采用小角X射线衍射(LXRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析、N2吸附/脱附等手段对H2N-ZCS进行了表征.结果表明AAPTS成功地嫁接到有序介孔材料上,H2N-ZCS仍保持了类似于传统SBA-15高度有序的二维六方相介孔结构,且孔道方向垂直于该六方板面.对阴离子染料酸性品红吸附实验表明,H2N-ZCS比H2N-SBA-15具有较强的吸附能力.这种功能化短孔道、大径轴比的六方板状介孔材料在吸附、分离及催化等领域中能更有效地促进分子的扩散传递.

氨基功能化介孔二氧化硅对布洛芬的吸附和缓释性能研究

采用后合法对介孔二氧化硅SBA-15进行氨基改性,并以改性后材料NH2-SBA-15为载体,以疏水性药物布洛芬(IBU)为模型药物分子,通过浸渍法把IBU填充到载体的孔道内。利用XRD、低温N2吸附-脱附和FT-IR等测试手段,研究了载体的结构及载体与药物间的相互作用。结果表明,IBU通过扩散和化学吸附作用填充到了载体的孔道内,并且载体表面与IBU间存在较强的化学作用。体外模拟释放实验结果显示,与未改性的SBA-15相比,改性后样品NH2-SBA-15对IBU的释放较慢,体现了明显的药物缓释性能。

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.

陈化温度和pH值对氨基功能化介孔氧化硅吸附CO_2性能的影响

本研究采用溶胶-凝胶法,分别以十二烷基肌氨酸钠、氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)和正硅酸乙酯(TEOS)为结构导向剂(SDA)、共结构导向剂(CSDA)和硅源合成了氨基功能化的介孔氧化硅预产物。利用乙醇和乙醇胺混合液对预产物进行萃取后获得氨基功能化介孔氧化硅。利用红外光谱、元素分析、N2吸-脱附、透射电镜等手段对材料进行了表征。红外光谱结果证明通过萃取方法可较好地去除表面活性剂;N2吸附结果表明所有样品都具有介孔结构;元素分析和透射电镜结果说明反应陈化温度、pH值等合成条件对材料孔道内表面的氨基含量和材料结构有较大的影响。CO2吸附实验证明在低陈化温度、相对较低的pH值下合成的材料具有较高的CO2吸附量。

氨基功能化有机-无机杂化介孔材料合成及药物释放性能研究

以1,2-二(三甲氧基硅基)乙烷(BTME)和3-氨基丙基三乙氧基硅烷(AMPTS)为前驱体,通过共缩聚的方法合成氨基修饰的乙烷桥联的有序介孔氧化硅,并对其进行表征;再以布洛芬为模型药物,将得到的材料用于药物的吸附与释放,研究其药物释放性能.结果表明,氨基修饰后的杂化介孔材料对布洛芬具有更强的吸附能力,从修饰前的0.35 g/g增加至0.78 g/g.与未修饰的材料EA—0相比,氨基功能的材料EA—20在释放过程中具有更好的缓释效果.

基于氨基功能化介孔硅的Pb^(2+)选择性吸附剂

采用后接枝法将氨丙基三乙氧基硅烷接枝到二氧化硅网络中,合成了氨丙基功能化的MCM-41介孔硅。FTIR结果显示,氨基被共价键键合到了介孔硅基体上。实验结果表明,所制备的功能化材料可以选择性吸附水溶液中的Pb2+,最大吸附量为193 mg.g-1。

磷酸酯功能化介孔硅材料对钍(Ⅳ)的吸附性能

钍作为潜在的核能资源,其净化富集对未来核能发展具有重要的研究价值。本文利用静态批式方法研究磷酸酯功能化介孔硅材料(NP10)对Th(Ⅳ)的吸附行为,考察Th(Ⅳ)起始浓度、pH、吸附时间、离子强度、固液比以及温度等对吸附的影响。实验结果表明,在(14±1)℃(室温)条件下,NP10对Th(Ⅳ)的吸附30min即达到平衡,最大吸附容量为149mg/g。当吸附温度升至40℃时,吸附容量可进一步增加到192mg/g;pH对吸附的影响较大,当pH在0.9～4范围内时,NP10对Th(Ⅳ)的吸附容量随着pH增大而显著增大;相比而言,溶液离子强度对吸附影响不大;此外,固液比对吸附影响很大,随着吸附剂用量增加,NP10对Th(Ⅳ)的吸附效率逐渐增加并趋于100%。

氨基功能化介孔氧化硅纳米中空球负载乙酰丙酮氧钒催化苯甲硫醚选择性氧化反应

首次将乙酰丙酮氧钒固载在氨基功能化的介孔氧化硅纳米中空球以及SBA-15(直型孔道结构)和SBA-16(笼型孔道结构)上,并应用于苯甲硫醚选择氧化反应.结果表明,在温和的反应条件下,上述催化剂均可催化苯甲硫醚高选择性地转化为亚砜产物(选择性最高大于99.0%).动力学对比实验表明,相比于直型和笼型介孔氧化硅,纳米中空球负载的催化剂具有更高的转化频率.这是因为纳米空心球尺寸小,更有利于催化活性中心的暴露以及反应物和产物在催化过程中的扩散.催化剂可循环使用多次,其活性和选择性基本保持不变.

氨基功能化介孔硅吸附剂的制备及其对铬(Ⅲ)的吸附行为

采用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对SBA-15介孔硅进行改性,获得氨基功能化介孔硅吸附剂(NH2-SBA-15),从而赋予其螯合重金属离子的能力。利用XRD、SEM、TEM、EDX、TGA、BET和XPS等手段对吸附剂的表面形貌、孔道结构、元素分布和表面化学性质进行了表征。研究了NH2-SBA-15吸附剂对水溶液中铬(Ⅲ)的吸附性能,分析了吸附动力学、吸附热力学和再生性能。结果表明,SBA-15吸附剂经过氨基功能化后,其原有的结晶结构没有明显变化,且对铬(Ⅲ)的吸附性能显著提高。NH2-SBA-15对铬(Ⅲ)的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和拟二级吸附动力学方程。NH2-SBA-15对铬(Ⅲ)的吸附过程主要依靠其表面-NH2与铬(Ⅲ)的配位螯合作用,且为吸热过程。经过5次循环利用后,NH2-SBA-15对铬(Ⅲ)的吸附率仍然保持在92%以上。该氨基功能化介孔硅吸附剂在吸附铬(Ⅲ)方面具有潜在的应用前景。

功能化介孔硅材料的合成及其对富含裸露组氨酸蛋白质的选择性吸附

通过自由基聚合反应合成了具有高比表面积的介孔硅(PPOSS),并对其表面进行修饰和铜离子(Cu^(2+))的固定,最终得到功能化介孔硅材料(PPOSS-IDA-Cu^(2+)),然后利用PPOSS-IDA-Cu^(2+)中的Cu^(2+)与蛋白质裸露组氨酸的螯合作用,选择性吸附富含裸露组氨酸的蛋白质。对牛血红蛋白、牛血清白蛋白、肌红蛋白和溶菌酶的吸附结果表明,所合成的PPOSS-IDA-Cu^(2+)材料对富含组氨酸的牛血红蛋白有较好的吸附选择性和较大的吸附容量(3 150mg/g),并且有望与其他材料联合使用,以检测到更多相对丰度较低的蛋白质,丰富人类蛋白质组学信息,为疾病的临床诊断及病理研究提供帮助。

功能化有序介孔二氧化硅材料在分析样品前处理中的应用

功能化有序介孔二氧化硅材料具有均一可调的介孔孔径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内表面和较高的比表面积、高的吸附容量等特性,可用于生物、医药、环境样品等复杂基体中痕量分析物的高选择性分离与富集,因此在样品前处理中的应用特别引人瞩目。简要介绍了功能化有序介孔二氧化硅材料的制备方法,综述了功能化有序介孔二氧化硅材料在分离富集金属离子、有机污染物以及生物大分子样品前处理中的应用进展。

功能化硅基介孔材料的合成及其CO_2吸附性能

以传统的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子水溶性聚合物聚丙烯酸钠(NaPAA)为复合模板剂,在室温下合成了新型硅基介孔材料;选用聚乙烯亚胺(PEI)和硝酸镁(Mg(NO_3)_2·6H_2O)对其进行改性,制备了PEI和MgO改性硅基介孔材料。采用X射线衍射、N_2吸附-脱附、静态体积法和程序升温脱附手段考察了该硅基介孔吸附材料的结构和CO_2吸附性能。结果表明,该硅基介孔材料具有较大的比表面积和孔体积以及均匀的孔道结构,可以使改性剂很好地分散在其孔道内,PEI和MgO改性的硅基介孔吸附材料对CO_2的吸附能力大大增强。在298K下,PEI负载质量分数为16.7%的PEI改性硅基介孔材料对CO_2的吸附量最大,达到0.98 mmol/g;MgO改性的硅基介孔材料在MgO负载质量分数为20%时,对CO_2的吸附量最大。

吡啶功能化介孔硅材料的一步合成及其对2,4-二硝基苯酚和汞离子的吸附特性

以十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂,异烟酰胺丙基三乙氧基硅烷与正硅酸乙酯一步法缩合反应制备吡啶功能化介孔硅材料(PFM),并研究其对2,4-二硝基苯酚和汞离子的吸附性能。实验结果表明,PFM的比表面积高达559.15 m2·g-1,可以作为一种优秀的吸附剂,对2,4-二硝基苯酚的吸附量达到220.75 mg·g-1,对汞离子的吸附量达到10.83 mg·g-1。

功能化介孔二氧化硅纳米材料的应用

介孔二氧化硅纳米材料结构独特,易于表面功能化修饰,能够结合不同功能的材料形成具有特定用途的新型材料,用途极为广泛。这篇综述讨论了几种合成功能化介孔二氧化硅的方法,以及其特殊的纳米结构。还结合最新文献,介绍了一些功能化介孔二氧化硅纳米粒子在环境保护、工业催化以及作为药物载体等领域的应用。

功能化炭基磁性介孔材料的制备及其对铀的吸附性能

以介孔氧化硅SBA-15为模板,通过纳米浇筑法在模板孔道中引入不同质量的铁源和炭源作为前驱物,经过原位聚合反应,再使用[3-(三甲氧基硅烷)丙基]脲(UPTS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APS)有机试剂对其表面进行后嫁接改性,得到介孔结构规整有序的功能化炭基磁性介孔材料(FCMMC)。并通过红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附分别表征了FCMMC的结构。考察了溶液pH值、铀初始浓度、吸附剂用量和吸附时间等因素对FCMMC吸附铀的影响。结果表明:炭基和铁基均被负载在介孔氧化硅基体上,FCMMC具有较高的比表面积和较窄的孔径分布。FCMMC吸附铀的最佳条件为:pH=6.0、铀初始浓度25mg/L、FCMMC用量40mg、吸附时间1.0h。对吸附动力学模型和吸附等温模型进行了分析,FCMMC对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温线模型,最大理论吸附量为128.69mg/g。同时,使用3种不同的解吸剂对FCMMC解吸再生8次后,其对铀的吸附率均在80%以上,说明FCMMC具有良好的再生性能。

功能化介孔硅基纳米材料在农药领域中的应用

随着纳米技术的快速发展,纳米材料因其尺寸小、结构特殊等特性给农业领域带来革命性的变化。介孔硅是一种孔径介于微孔与大孔之间的新型材料,对植物生长有促进作用,且具有良好的稳定性、可调控性和生物相容性。新型的多功能介孔硅基纳米递送体系可以增加农药有效利用率并延长持效性,减少农药流失,有效控制环境污染,对绿色农业的发展和保障人民安全具有重要意义。对介孔硅基纳米材料的分类、特性、表面功能化修饰与内部结构改造以及其在农业领域中的应用进行了归纳与总结,为今后介孔硅基纳米农药的规模化推广提供了理论依据。

氨基功能化SBA-15介孔分子筛的制备与表征

以3-氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂,采用后合成法对介孔分子筛(SBA-15)的表面进行改性,制得氨基功能化的介孔NH2-SBA-15材料(简称NH2-SBA-15),其结构和性能经FT-IR,元素分析,XRD,SEM及低温N2吸附-脱附表征。结果表明,氨基成功地嫁接到SBA-15表面,含量高达3.47 mmol.g-1。与SBA-15相比,NH2-SBA-15的比表面积、孔径和孔容减少,且仍具有有序六方介孔结构。