金属-有机框架材料在硅氢加成反应中的应用研究进展

硅氢加成反应是指在一定条件下含有硅氢键的化合物与含不饱和键的化合物进行的加成反应,是构筑C—Si键的重要反应之一,在有机硅工业中具有举足轻重的地位。该文综述了近年来金属-有机框架(MOFs)材料催化不饱和烃、羰基化合物和CO_(2)的硅氢加成反应的研究进展,并针对每一种反应底物进行系统地总结与评述,最后指出了MOFs材料用于催化硅氢加成反应存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望。

硅-有机物材料混合电光调制器的优化设计

设计了一种基于绝缘上层硅的硅-有机物材料混合马赫-曾德干涉型高速电光调制器.利用光束传播法对顶层硅为220nm的绝缘上层硅基片上的3dB分束器/合束器的结构参数进行模拟,优化后附加损耗仅为0.106dB.为提高模式转换效率,在条形波导和slot波导之间设计了模式转换器,光耦合效率高达98.8%,实现了光模式高效转化.利用时域有限差分法模拟了slot波导平板区掺杂浓度对波导内光学损耗的影响,在几乎不产生光学损耗的情况下,得到平板区轻掺杂浓度为71017/cm3,调制器设计总损耗为0.493dB.利用薄膜模式匹配法对slot波导结构进行仿真分析,考虑slot区等效电容及平板区等效电阻对带宽的影响,优化后得到slot波导结构的限制因子为0.199.采用slot波导与强非线性有机材料LXM1结合的绝缘上层硅平台实现了强普克尔效应,得到电光调制器半波电压长度积为1.544V·mm,电学响应3dB带宽为137GHz.

羟基硅油改性CaO-SiO_2-TiO_2有机-无机杂化材料的制备与显微结构

采用溶胶-凝胶法制得了均匀、无裂纹的羟基硅油改性CaO-SiO2-TiO2有机-无机杂化材料。X射线衍射谱图和傅立叶红外吸收光谱的研究表明,制得的材料是非晶态的,由结合了聚二甲基硅氧烷链段的二氧化硅和二氧化钛网络组成,其中钙离子以离子键形式与网络相结合。通过对凝胶粉末的差热分析和热失重分析,确定了材料的热处理制度。通过扫描电子显微镜对材料表面的显微结构进行了观测和表征。溶胶-凝胶法制得的有机-无机杂化材料通常显示低弹性模量、高延展性及高机械强度。因此,羟基硅油改性CaO-SiO2-TiO2杂化材料有望成为一种新型的骨修复材料。

丙烯腈-苯乙烯共聚物/有机硅复合材料的制备

利用含不饱和双键的有机硅单体γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)与苯乙烯、丙烯腈进行三元悬浮聚合,制备了具有优良耐热性能和冲击性能的丙烯腈-苯乙烯共聚物(SAN)/有机硅复合材料。分析了三元悬浮聚合机理,确定了 SAN/有机硅复合材料的制备方法。通过在聚合过程中添加三苯基硅醇,避免或减少了聚合产物被加工时的羟基缩合交联,达到消除水分的目的。研究确定了聚合过程中各组分的较佳用量:KH-570加入量为苯乙烯和丙烯腈单体总质量的1.0%,三苯基硅醇与 KH-570的摩尔比为2.3:1.0,聚丙烯酸钠用量为 KH-570的10%。

一种有机-无机杂化硅基中孔材料的制备方法

在中性长链有机模板剂存在下，几种烷基有机硅氧烷与硅酸钠分别在水体系、中性条件下，于不同温度共水解缩聚，直接合成出带相应有机基团的硅基中孔材料。／CN

上海硅酸盐所在有机-无机复合热电材料领域取得进展

有机-无机复合热电材料不仅具有有机材料质轻、高延展性、低成本、易制备等优点,而且可以获得比纯有机材料更加优异的热电性能,近年来持续受到热点关注。然而,传统的采用原位聚合或机械混合法制得的有机/无机复合热电材料,存在着无机纳米颗粒难分散、易氧化、粒径大小难以控制以及无机相添加量过大(通常>25wt%)等问题,削弱了实际的复合效果,极大地阻碍了有机/无机复合热电材料的进展。

有机-无机杂化纳米结构体——多面体低聚硅倍半氧烷研究进展

多面体低聚硅倍半氧烷是基于化学键合作用形成的分子内杂化体系,其改性后的材料是一类具有广泛潜在应用价值的新型有机-无机杂化材料。介绍了多面体低聚硅倍半氧烷单体的结构、性能、单体及其衍生物的合成,以及其改性聚合物材料在航空、航天、生物、电子等高科技领域内的应用前景。针对国内的研究现状,指出低聚硅倍半氧烷-聚合物杂化体系研究所存在的问题。

溶胶-凝胶法制备的PMMA/四配位硅杂化材料及其性能

以无定形二氧化硅为起始原料,与乙二醇、氢氧化钾反应,生成高反应活性的五配位硅钾化合物,再与2-氯乙醇反应生成双羟基四配位硅化合物(DHTS)。并以DHTS为前驱体与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)反应,用BPO引发聚合,在酸催化下通过溶胶-凝胶法制备了PMMA/四配位硅杂化材料。并用IR光谱表征了杂化材料的结构;同时研究了其硬度、透光率、热稳定性等问题。

不同有机-水混合溶剂的Li_3V_2(PO_4)_3/C合成及其性能

以有机-水为混合溶剂,采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电以及循环伏安(CV)测试等方法,研究产物的结构形貌及电化学性能。结果表明:溶剂对材料的晶型结构没有影响,对颗粒的形貌影响较大;以1,2-丙二醇-水为溶剂的样品呈薄片状和针状;在3.0～4.5 V电压范围内,Li3V2(PO4)3/C的0.1C首次放电比容量为132.89 mA.h/g,10C首次放电比容量达125.42 mA.h/g,循环700周后容量保持率为95.79%,具有良好的倍率性能与循环性能;而在3.0～4.8 V电压范围内倍率性能较差。

金属-有机骨架材料[Zn_2Camph_2(dabco)]·DMF·H_2O作为手性选择剂的高分子膜及其应用研究

以醋酸纤维素为基膜,以手性金属-有机骨架材料[Zn2Camph2(dabco)]·DMF·H2O为手性识别剂制备醋酸纤维素混合膜,对D,L-对羟基苯甘氨酸溶液进行了分离研究,考察了操作压力、操作时间以及D,L-对羟基苯甘氨酸浓度对膜渗析性能的影响。在优选分离条件下,当D,L-对羟基苯甘氨酸浓度为0.3mg/mL时,该膜对D,L-对羟基苯甘氨酸分离的对映体过剩值(e.e.)为42.4%,表明对D,L-对羟基苯甘氨酸对映体有一定的拆分效果.

硫酸镉无机层和原位反应生成的吡啶基四氮唑有机配体构筑的两个层-柱状三维无机-有机杂化材料:合成和表征

以硫酸镉、叠氮化钠和4-氰基吡啶或3-氰基吡啶为反应物,在水热条件下,通过原位反应分别得到了2个基于硫酸根离子和5-(4-吡啶基)四氮唑(4-Hptz)或5-(3-吡啶基)四氮唑(3-Hptz)配体的,具有三维层-柱状框架结构的无机-有机杂化材料,即[Cd2(H2O)(OH)(SO4)(4-ptz)]n(1)和[Cd2(OH)(SO4)(3-ptz)]n(2)。通过元素分析、红外光谱、热重分析以及单晶和粉末X-射线衍射分析对它们的组成和结构进行了表征。在配合物1和2的结构中,每个镉髤离子的配位数均为6,处于扭曲的八面体配位环境中,SO42-和OH-阴离子连接镉髤离子扩展形成碱式硫酸镉的二维无机阳离子层结构[Cd2(H2O)(OH)(SO4)]nn+(1)或[Cd2(OH)(SO4)]nn+(2),相邻的二维无机阳离子层间再通过4-ptz-(1)或3-ptz-(2)进一步柱连接,形成三维层-柱状结构的无机-有机杂化框架结构。室温下的固体荧光实验表明,在350 nm的光激发下,配合物1和2分别在481和489 nm处出现强烈的荧光发射。

掺Pyridine-1有机改性硅凝胶制备及其性质

用正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）和甲基三甲氧基硅烷（ＭＴＭＳ）为共先驱体，采用溶胶－凝胶工艺制备了掺Ｐｙｒｉｄｉｎｅ－１的有机改性硅凝胶。用差热分析（ＤＴＡ）和ＦＴＩＲ研究了凝胶的热稳定性和结构。测定了凝胶的吸收光谱和荧光光谱。

有机-无机杂化复合材料的合成、表征和热学性质

丙烯酸乙酯(EA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、及丙烯酸丁酯(BA)分别和含烷氧基硅烷单体甲基丙烯酰氧基三甲氧丙基硅烷以一定比例通过自由基共聚反应制得共聚物前驱体,将 TEOS 在 HCl 催化剂作用下水解、缩合形成 SiO_2,然后由共聚物和 SiO_2通过溶胶-凝胶法合成杂化复合材料,制得的复合材料膜有较好的光学透明性,其透光率在79%以上。利用傅立红外光谱分析了杂化材料的化学结构。溶胶抽取结果表明,在杂化材料中凝胶的含量较高,对它们的形貌特性和研究结果表明:在聚合物基体中 SiO_2具有较好的分散性,有机-无机相相互贯穿。

萘基桥联有机-无机杂化介孔材料的合成及其光学性质(英文)

以短链阳离子三聚表面活性剂[C10H21N+(CH3)2(CH2)2N+(CH3)(C10H21)(CH2)2N+(CH3)2C10H21]·3Br-为结构导向剂,通过2,7-二(3-三乙氧硅基氨丙酯基)萘(NIS)和四乙氧基硅烷(TEOS)共缩聚,制备了有序的萘基桥联的杂化周期性介孔有机硅(PMOs).样品通过X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、氮气吸附-脱附、差示扫描量热/热重分析(DSC/TGA)表征.结果表明,当NIS占NIS和TEOS总量40%(摩尔分数)时,可以形成具有结晶态孔壁的有序介孔杂化材料.当NIS含量低于或高于40%时,分别形成无定形孔壁的有序介孔杂化材料和无孔杂化材料.随着孔壁中萘基基团的增加,由于有机基团之间π-π堆积作用增强,杂化介孔材料显示良好的热稳定性.由于在二氧化硅骨架中嵌入荧光萘基基团,杂化有机-无机有序介孔材料显示了激基缔合物的光学行为.随萘基基团含量的增加,杂化材料的紫外吸收峰发生蓝移,形成H聚集体;由于聚集引起的荧光淬灭,杂化材料的荧光量子产率明显降低.

金属-有机框架基柔性复合材料研究进展

金属-有机框架材料(MOFs)作为近年来的研究热点,在气体储存、分离、催化等多个领域表现出优越的性能。但材料本身存在的缺陷和特性使得单一MOFs在实际应用中仍存在较多困难。将MOFs与其他材料复合制备具有一定柔性的新型材料成为扩宽其实际应用的有效途径。从制备方法角度出发,综述了前沿MOFs柔性复合材料的制备及其应用,并对MOFs复合材料的优势与存在的问题展开讨论,指出柔性基底材料为MOFs实际应用提供了支持。进一步开发和研制新型MOFs复合材料,提高MOFs实际应用的可能性与多样性,仍是研究者们需要努力的方向。

基于阳离子型金属有机骨架混合基质膜的分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定水中7种苯氧羧酸类除草剂

离子型金属有机骨架材料(iMOFs)对离子型化合物具有良好的选择吸附性,利用水热法合成了一种金属有机骨架材料MIL-101-NH_(2),以聚偏二氟乙烯(PVDF)为交联剂将其制备成混合基质膜(MMM),然后用三氟甲烷磺酸甲酯进行季胺基功能化改性,最终得到阳离子型金属有机骨架膜材料MIL-101-NMe_(3)^(+)-PVDF MMM,采用分散固相萃取方式富集水中的苯氧羧酸类除草剂,建立了一种基于阳离子型MOF混合基质膜的分散固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)测定水体中7种苯氧羧酸类除草剂的分析方法。通过傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对制备的混合基质膜进行表征,结果表明季胺基功能化改性是成功的,得到了阳离子型MOF膜。对影响萃取效果的主要因素(吸附剂用量、水样pH值、萃取时间、洗脱剂种类、洗脱剂体积及洗脱时间)进行了优化,确定了最佳萃取条件。以0.01%(v/v)甲酸水溶液和乙腈作为流动相进行梯度洗脱,目标化合物在ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm)上分离,在电喷雾电离源、负离子模式下进行多反应监测(MRM),外标法定量。结果表明,7种苯氧羧酸类除草剂在各自范围内线性关系良好,线性相关系数均大于0.997,方法的检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为0.00010~0.00090μg/L和0.00033~0.00300μg/L。在0.005、0.05和0.2μg/L 3个加标水平下进行加标回收率试验,7种待测物的平均回收率为80%~102%,日内、日间相对标准偏差分别为1.4%~9.4%和4.2%~12.6%。该方法操作简单、快速,灵敏度高,适用于环境水体中7种苯氧羧酸类除草剂的检测。

基于有机混合离子-电子导体材料的有机电化学晶体管

作为有机生物电子学领域的重要功能器件,有机电化学晶体管因其高跨导、低工作电压和良好的生物相容性等优势,在神经形态计算、生物传感、逻辑电路等领域中展现出潜在的应用前景.近年来,得益于有机混合离子-电子导体材料的设计和开发,有机电化学晶体管的器件性能取得了快速提升,并成功推动了器件的多元化应用.本文结合有机电化学晶体管的工作原理和器件评价参数,梳理了有机混合离子-电子导体材料在侧链工程和骨架工程等方面的设计策略和发展现状,重点介绍了p/n型分子设计、器件性能和应用的研究进展,最后总结了高效稳定可商业化有机混合离子-电子材料开发和应用的挑战与机遇.

超滤膜材料对SiO_2-有机物膜污染行为的影响

选用聚偏氟乙烯(PVDF)及乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)2种超滤膜,针对SiO_2–牛血清蛋白(BSA)及SiO_2–腐殖酸(HA)2种无机–有机混合污染物,通过单种及混合污染物过滤实验,结合各污染物与膜之间作用力的测定,考察膜材料对SiO_2–有机混合污染物膜污染行为的影响机制.结果表明:与单种有机污染物HA或BSA相比,SiO_2–HA/BSA混合污染物对PVDF及EVOH超滤膜的污染会出现加剧和减缓2种相反的现象.结合作用力结果发现:当膜–SiO_2之间的作用力大于膜–有机污染物之间作用力时,与单种有机污染物相比,SiO_2的存在会加剧膜污染;相反,当膜–SiO_2之间作用力小于膜–有机污染物之间作用力时,SiO_2的存在会有效减缓膜污染.上述结果说明膜材料是控制无机–有机混合污染物膜污染行为的关键因素.

河北省有机硅新材料工程技术研究中心通过验收

河北省有机硅新材料工程技术研究中心于8月31日通过河北省科技厅组织的验收，该中心将从有机硅单体生产技术、有机硅功能聚合物开发、有机硅副产物资源化利用等方面开展研发工作。研究中心由唐山三友硅业有限责任公司承建，累计投入经费1 000余万元人民币，建设期间开展了11项课题研发工作，申请了耐酸碱有机硅复合消泡剂及制备方法、有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统及方法等10项专利；发表了《气相法白炭黑在消泡剂中的应用》《网状结构氨基改性硅油的合成及性能探讨》等9篇论文；获得了由有机硅低环开环操作生产二甲基环硅氧烷混合物（DMC）的方法等9项省市级科技奖励；形成有机硅单体生产节能技术、硅粉制备节能技术等7项科技成果，还参与制订行业标准5项。

多孔材料填充有机硅建筑密封胶

兰州石化职业技术学院的伍家卫等人研究了6种多孔粉体材料（硅藻土CD02、硅藻土CD05、滑石粉、蒙脱土、膨润土及高岭土）和3种表面改性剂（D4、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、正钛酸丁酯）对有机硅密封胶性能的影响。结果表明，采用20～30份经正钛酸丁酯表面改性的硅藻土CD02、硅藻土CD05及膨润土填充的有机硅密封胶的拉伸强度较高，其微观形貌呈三维立体网状结构——珊瑚石状。