氨基功能化SBA-15接触精制废润滑油

以氨基功能化SBA-15（NH2-SBA-15）为吸附剂,对废润滑油进行接触精制研究。采用傅里叶变换红外（FT-IR）、热重（TG）、N2物理吸附等手段对接触精制前后吸附剂样品进行表征。考察了剂油质量比、精制温度、接触时间等因素对再生油酸值的影响,并通过溶剂洗涤法对失活吸附剂进行再生。结果表明,接触精制废油后NH_2-SBA-15的表面及孔道中沉积有大量脂肪族有机化合物,其比表面积与孔容基本丧失,孔径大幅降低,200~600℃热重表征失重率约为34.0%;在剂油质量比为0.03,精制温度为40℃,接触时间为10 min的条件下,再生油酸值可降低至〈0.01 mg（KOH）/g;吸附后NH2-SBA-15经4次溶剂洗涤再生,接触精制废润滑油所得再生油酸值仍低于0.03 mg（KOH）/g。

氨基功能化SBA-15分子筛的制备及对纤维素酶的固定化

采用共缩聚法制备了氨基功能化SBA-15介孔分子筛,以此为载体,戊二醛作交联剂,进行了纤维素酶固定化。考察了戊二醛浓度、给酶量、pH、固定化时间等因素对固定化的影响,确定了固定化最佳条件,并对固定化酶的酶学性质进行了研究。结果表明,固定化酶最适作用温度60℃,最适作用pH为4;固定化酶Km值3.61mg·mL-1;固定化酶的热稳定性、操作稳定性、贮存稳定性均明显高于游离酶。

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。

氨基功能化SBA-15的制备及对三价铬吸附性能的研究

以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTMS)为功能化试剂,用后嫁接法对介孔分子筛SBA-15进行化学改性,制备氨基功能化NH2-SBA-15。采用X射线衍射、红外光谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、N2吸附-脱附等手段对NH2-SBA-15进行了表征。结果表明:ATPES成功地嫁接到介孔材料SBA-15上,NH2-SBA-15仍保持了SBA-15六方介孔结构。将此材料作为Cr3+的有效吸附剂进一步研究NH2-SBA-15的吸附性能,结果表明:介质pH值为4.5、温度为60℃、Cr3+溶液质量浓度为140mg.L-1、吸附时间为6h时,吸附剂的吸附量达15.59mg.g-1。

过氧化氢溶液中痕量离子吸附分离用氨基功能化SBA-15的制备及性能

通过后接枝法制备了氨基功能化SBA-15介孔氧化硅(S-N),用于吸附过氧化氢溶液中的金属和阴离子及有机杂质制高纯过氧化氢。研究了接枝量对吸附剂结构和性能的影响并发现S-N中的氮含量随接枝剂用量增加而增加,最高为1.83%。S-N保留了高度有序的六方孔道结构,但比表面积和孔体积均随接枝量增加而下降。在过氧化氢溶液中,各吸附剂表面均带正电荷。氨基功能化可显著提高SBA-15对Al^(3+)和Fe^(3+)离子的吸附能力,2者净化率分别达到82.22%和78.78%。对Ca^(2+)和K^(+)及Na^(+)、磷酸根和有机杂质的吸附能力也有明显提高。阴、阳离子的吸附等温线和吸附动力学显示,2者均为化学吸附。S-N主要通过络合作用吸附金属离子、通过静电作用吸附磷酸根,对有机杂质则以物理吸附为主。

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.

SBA-15固载离子液体功能化脯氨酸的制备及其催化Knoevenagel缩合反应

以L-脯氨酸为原料合成了离子液体功能化脯氨酸前驱体（IL-Pro）,并将其固载到SBA-15介孔分子筛上,制得IL-Pro/SBA-15催化剂.用红外光谱、热重、N2吸附-脱附、X射线衍射和透射电镜等手段表征了IL-Pro/SBA-15催化剂,并考察了该催化剂在Knoevenagel缩合反应中的催化性能.结果表明,固载离子液体功能化脯氨酸没有破坏SBA-15的有序介孔结构,但孔体积、孔径和比面表积有所下降;IL-Pro/SBA-15的失重峰在250-360℃（峰值为310℃）.在以苯甲醛和丙二腈为底物的Knoevenagel反应中,IL-Pro/SBA-15催化剂表现出较高的活性,缩合产物收率高达94%;经简单分离后催化剂可重复使用7次以上而活性基本保持不变.

巯基功能化短孔道有序介孔材料HS-Zr-Ce-SBA-15的合成及吸附性能

以P123为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氧氯化锆和硝酸亚铈为无机前驱盐,3-巯基丙基-三甲氧基硅烷(MPTMS)为硅烷化试剂,通过一步共缩聚法合成了巯基功能化短孔道有序介孔材料HS-Zr-Ce-SBA-15(HS-ZCS)。采用红外光谱(FT-IR)、小角X射线衍射(LXRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、N2吸附/脱附、热重分析(TG)等手段对HS-ZCS进行了表征。结果表明MPTMS成功地引入到有序介孔材料上,HS-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。对罗丹明6G的吸附实验表明,这种功能化短孔道介孔材料表现出比传统的长孔道SBA-15有更好的传输能力。

新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15对U(VI)的吸附机理

采用啤酒酵母菌为生物大孔模板,三嵌段聚合物(P123)为介孔相模板制备合成介孔氧化硅SBA-15。再采用Fe3O4为铁源,二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷(PTS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APS)为有机改性基团,通过后嫁接法使有机改性基团对介孔氧化硅SBA-15进行功能化改性,得到新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15,并通过扫描电镜、粉末X射线衍射和比表面分析仪分别表征吸附剂G-PA-SBA-15和SBA-15的结构。考察溶液p H值、吸附时间、铀初始浓度和温度等因素对吸附剂G-PA-SBA-15和SBA-15吸附铀的影响。结果表明:吸附剂G-PA-SBA-15直径均匀分布、孔径均一,吸附铀的最佳条件是p H值为6.0、吸附时间为1.0 h、铀初始浓度为20 mg/L和吸附反应温度为25℃。对吸附动力学模型和吸附等温模型进行分析,G-PA-SBA-15对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型(相关系数R2均大于0.99),吸附等温线符合BET等温线模型,说明该吸附体系是一个多层吸附过程。

功能化SBA-15介孔二氧化硅的制备及在药物递送系统中的应用进展

介孔二氧化硅具有孔径均匀可调、孔容大、表面积大、表面容易功能化修饰、无毒、生物相容性好等优点,是一种理想的药物载体材料,可以用于构建药物递送系统(Drug delivery system,DDS),解决传统载体如脂质体、聚合物胶束等存在的稳定性差、分散不均匀、药物过早降解和消除等问题。SBA-15是一种新型的二氧化硅介孔分子筛,以其较大的孔径、较厚的孔壁、高比表面积以及有序孔道等特征被广泛应用于DDS。SBA-15表面存在大量硅烷醇基,表面活性高,利用适当的官能团、金属离子或其他材料等对其孔口、孔道内外表面进行修饰,可以实现负载药物的可控释放、多功能智能化响应及抗癌药物的靶向治疗等多种功能,最大程度地发挥药物的治疗效果,有效降低药物的毒副作用,提高药物的生物利用度。近年来,经过功能化修饰的SBA-15在DDS中的应用主要体现在:(1)提高药物溶解度及溶出速率。选择合适的功能化试剂改变SBA-15表面性质,进而改变载体表面与药物分子之间的相互作用,增加药物的吸附量,从而改善难溶性药物的溶解度和溶出速率。(2)作为药物缓释载体。通过有机基团、金属或金属氧化物等的表面修饰,以增强药物与载体表面之间的作用力,延长药物的释放。(3)作为药物控释载体。通过构建配体修饰的靶向型DDS、内部或外部刺激响应型DDS实现药物的可控释放。除此以外,SBA-15在骨组织修复、基因治疗、医学成像、伤口敷料等生物医学工程方面也有广泛的应用。本文介绍了功能化SBA-15介孔二氧化硅的制备方法、类型、特点,归纳了其在DDS中的应用及最新研究进展,以期为功能化介孔二氧化硅载体的实际应用提供参考。

2-羟基-1-萘甲醛功能化SBA-15吸附剂的制备及其对Cr(Ⅲ)的吸附性能

为去除水体中Cr(Ⅲ)的污染,本研究利用席夫碱反应原理制备了2-羟基-1-萘甲醛功能化SBA-15吸附剂(Q-SBA-15)。通过不同测试手段对所制备样品的形貌、孔道结构、元素组成和表面化学状态进行了系统表征。结果表明, SBA-15经2-羟基-1-萘甲醛修饰后,其比表面积和孔径明显减小,但表面形貌和晶体结构没有明显变化。为研究Q-SBA-15对Cr(Ⅲ)的吸附性能,详细分析了溶液pH和离子强度的影响,以及吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学和再生性能。结果表明,Q-SBA-15对Cr(Ⅲ)吸附过程遵循准二级吸附动力学模型和Langmuir模型。当吸附温度为40℃、pH为6、吸附时间为120 min时, Q-SBA-15对Cr(Ⅲ)的吸附容量最大,达到102.3 mg/g。Q-SBA-15对Cr(Ⅲ)的吸附作用主要依靠其表面官能团与Cr(Ⅲ)的配位螯合作用,且为自发吸热过程。再生实验表明Q-SBA-15具有良好的重复使用性。该Q-SBA-15吸附剂在去除Cr(Ⅲ)方面具有潜在的应用价值。

胺功能化SBA-15固定碳酸酐酶的制备及其性能研究

利用水热法制备介孔球形SBA-15并进行胺功能化,以其为载体通过交联酶法将碳酸酐酶固定在载体上,得到固定化碳酸酐酶。通过比表面积(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FTIR)、核磁共振(NMR)等手段对载体材料和固定化酶的物理化学性质进行表征分析。采用量热法测定碳酸酐酶活力,并通过酶活回收率评价碳酸酐酶的固定效果。结果表明,用该方法能制备介孔球形SBA-15,并能成功对其进行胺功能化得到APTES/SBA-15,以SBA-15和APTES/SBA-15为载体得到的固定化碳酸酐酶的酶活回收率分别达到36%和52%。

金在氨基硅烷修饰SBA-15上的巴豆醛选择加氢性能

采用三种氨基硅烷试剂(APTS:3-氨丙基三甲氧基硅烷,TPED:N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷,TPDT:3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷)对介孔SBA-15分子筛进行后嫁接表面功能化(分别记为APTS-SBA-15,TPED-SBA-15和TPDT-SBA-15),然后利用氨基与氯金酸之间的静电作用及化学还原法,将金纳米粒子引入分子筛的介孔孔道.采用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的结构和电子性质进行了系统表征;以巴豆醛液相加氢制巴豆醇反应比较了氨基硅烷的种类对催化性能的影响.结果表明,氨基硅烷的给电子能力是决定金催化剂上C=O键加氢选择性的主要因素,氨基硅烷的给电子能力越强,金活性位上的电子密度越高,则巴豆醇的选择性和收率就越高.

氨基改性SBA-15介孔分子筛的制备及其铬离子吸附性能

以3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)为氨基改性试剂,采用后嫁接法制备氨基功能化的SBA-15介孔分子筛。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射仪、氮气吸附-脱附等温线和傅里叶红外光谱等表征手段对氨基改性SBA-15介孔分子筛的形貌、结构进行了分析。考察了吸附时间、吸附温度和溶液pH等因素对铬离子(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明:与纯SBA-15介孔分子筛相比,氨基改性后的SBA-15分子筛对铬离子(Ⅵ)具有更好的吸附性能。

多氨基硅烷改性SBA-15分子筛对Cr^(3+)的吸附性能研究

以多氨基硅烷(NQ-62)为改性剂,采用后嫁接法制备了氨基改性的SBA-15介孔分子筛(SN-SBA-15)。利用扫描电子显微镜、透射电子显微电镜、能量色散X射线光谱、X-射线衍射、氮气吸附-脱附、热重、红外光谱等表征手段对样品的形貌、结构进行了分析。结果表明,与SBA-15相比较,SN-SBA-15的比表面积和孔径较小,但表面形貌和晶体结构没有明显改变。以SN-SBA-15为吸附剂,对水中Cr^(3+)的吸附过程进行了动力学与热力学行为分析。研究表明,氨基改性过程可以显著增强SBA-15对Cr^(3+)的吸附能力,当溶液初始pH值为6.0,吸附时间为390 min,其最大吸附量可达88.6 mg/g。SN-SBA-15对Cr^(3+)的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附行为可以用Langmuir模型描述,吸附为自发、吸热、熵增加的过程。而且,SN-SBA-15重复再生后吸附性能较稳定,经过5次吸附与再生循环,吸附量仅降低了16.1%。

SBA-15基纳米功能材料研究新进展

综述了介孔分子筛SBA-15功能化的两种主要合成方法——直接合成法和后合成法,介绍了在SBA-15上负载的金属及其化合物以及氨基、磺酸基和其它有机官能团,总结了功能化SBA-15材料在催化、环保、能源、化学传感等多方面的应用情况,并展望了功能化SBA-15介孔材料的发展前景。

Ni/SiO_2和SO_3H-C/SBA-15复合催化剂上硝基苯加氢制对氨基苯酚

将Ni/SiO2催化剂与磺酸功能化的C/SBA-15固体酸(SO3H-C/SBA-15)混合用于催化硝基苯制对氨基苯酚的反应,考察了二者的质量比、反应压力和温度、搅拌速度和反应时间等对反应性能的影响,采用X射线衍射、H2程序升温脱附、透射电镜、N2吸附-脱附、红外光谱和热重分析对催化剂进行了表征.结果表明,Ni/SiO2上活性中心分布均匀,碳含量为40%的SO3H-C/SBA-15上固体酸酸值最大.当Ni/SiO2和SO3H-C/SBA-15质量比为1:6时,反应活性较好;在120oC,0.6MPa和搅拌速度1200r/min的条件下反应3h,硝基苯转化率为85.1%,对氨基苯酚选择性为23.8%.与文献中大多数采用Pt和固体酸混合用作催化剂时相当.

介孔分子筛SBA—15的功能化改性及酶固定化研究

介孔材料具有均匀可调的孔道、较大的孔容和很大的比表面积,是固定化酶的重要载体。其中,介孔分子筛SBA—15上含有大量具有化学活性的自由硅羟基,可以通过化学修饰引入功能化基团来改善SBA—15的表面微环境及其与生物酶分子的亲合作用,实现生物酶和载体材料的共价结合,进而提高固定化生物酶的催化活性,具有很高的实用价值,得到了长足发展。综述了近年来介孔分子筛SBA—15的功能化改性及其酶固定化的研究进展,着重介绍了—NH2和—COOH功能化SBA—15在固定化生物酶上的研究现状,并展望了其发展前景。

氨基酸在微波辅助钙改性SBA-15上的吸附性能

采用微波辐射固相法制备了钙改性SBA-15材料Ca/SBA-15(MW),借助小角XRD、N2吸附-脱附实验及TEM表征了Ca/SBA-15(MW)的结构,研究了4种典型的氨基酸在Ca/SBA-15(MW)上的吸附性能,并考察了钙负载量和pH值对其吸附性能的影响.结果表明,制备的钙改性材料仍具有与SBA-15相似的结构特点,且钙物种均匀地分散在介孔材料孔道内.在pH=2.0～10的范围内,Ca/SBA-15(MW)材料对酸性谷氨酸的吸附比纯硅SBA-15更好,且钙含量越高,吸附能力也越强;对碱性赖氨酸而言,在pH<10时,Ca/SBA-15(MW)样品的吸附能力比SBA-15载体要弱,但当pH=10时,其吸附能力要比SBA-15强;对中性苯丙氨酸和丙氨酸而言,在pH=2.0～6.0和pH=6.0～10范围内,SBA-15的吸附能力较弱;而在pH=6.0时,其吸附量最大且分别达到0.34和0.17mmol.g-1,但Ca/SBA-15(MW)对丙氨酸吸附较弱,对苯丙氨酸则几乎没有吸附,这可能是钙改性SBA-15表面亲水性增强,对疏水性较强的丙氨酸尤其是苯丙氨酸的吸附能力较差.

氨基改性SBA-15介孔分子筛固定化双酶/环氧复合涂层的制备及其耐蚀性

制备了氨基改性的SBA-15介孔分子筛,以氨基改性SBA-15介孔分子筛为载体分别对溶菌酶和脂肪酶进行固定化,并优化固定化条件。通过正交试验确定氨基改性SBA-15介孔分子筛共固定化双酶的最佳条件。将该共固定化双酶添加到环氧树脂中制备复合涂层。采用极化曲线法和电化学阻抗法分析该复合涂层的耐蚀性。结果表明:共固定化双酶的最佳条件为溶菌酶质量浓度0.2g/L、溶菌酶固定化时间6h、脂肪酶质量浓度为0.8g/L,脂肪酶固定化时间10h;复合涂层中添加1.5%(质量分数)的共固定化双酶时,其耐腐蚀性最佳,缓蚀率可达96.61%。