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%。

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。

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。

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.

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。

功能化介孔氧化硅泡沫材料催化合成香豆素化合物

以具有超大孔径和窗口尺寸的介孔氧化硅泡沫(MCF)材料为载体,以1-(三乙氧基硅烷丙基)-3-甲基咪唑氯盐为活性组分,通过原位合成法制得MCF-IL-m催化剂,研究了其在香豆素化合物合成反应中的催化性能,考察了离子液体固载量、催化剂用量、反应温度、反应时间等因素对香豆素化合物合成反应的影响。结果表明,在最优的工艺条件下,香豆素化合物的收率高达82.7%,且反应后的催化剂经过滤即可分离回收利用,循环使用5次后催化活性未明显下降.

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。

功能化介孔材料吸附性能与机理的研究进展

综述了功能化介孔材料的孔径结构、改性基团和吸附条件对废水中的有机污染物、染料分子和重金属离子以及生物大分子、药物分子、CO2和挥发性有机气体污染物的吸附脱除效果的影响,还介绍了功能化介孔材料对液晶材料中的微量无机离子和大极性有机杂质的吸附脱除效果,指出了新型功能化介孔材料的开发和吸附环境的研究是未来的研究热点和发展趋势。

磺酸基功能化有序介孔材料合成方法的研究进展

介绍了近年来磺酸基功能化有序介孔材料的合成方法,对比了各种合成方法的优缺点,并对有序介孔固体磺酸的合成方向进行了展望。

功能化SBA-15介孔材料的制备及其吸附性能研究

硅基介孔材料因其特有的特性,被用于去除废水中重金属离子的吸附剂.为了提高对目标污染物的吸附容量,本文采用一步法和两步法制备了氨基或巯基功能化SBA-15介孔材料,利用傅里叶红外光谱仪、场发射扫描电镜、X射线衍射仪和氮气吸附脱附表征测试了材料的化学组成、微观形貌和物相结构.测试结果显示经功能化处理后的样品成功地接枝氨基或巯基功能基团.研究发现,经功能化处理后,材料的骨架结构及介孔孔道均未被破坏,但有序性下降且出现少许团聚,物性参数也有一定程度下降,功能化材料对Zn^(2+)、Pb^(2+)、Cr^(3+)和Cu^(2+)的吸附率均有大幅度提高.经氨基或巯基功能化后,SBA-15介孔材料对水体中重金属离子的吸附率有很大提高,但一步法制备的功能化硅基介孔材料因模板剂去除不彻底而影响了对重金属离子的吸附效率,两步法制备的功能化硅基介孔材料对重金属离子的吸附效果更好,说明本文的功能化硅基介孔材料工艺是可行有效的,但两步法合成的功能化介孔材料具有更好的吸附效果.

氰基功能化介孔二氧化硅的制备与表征

以2-氰乙基三乙氧基硅烷(CTES)和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)为模板剂,采用共缩聚法在酸性条件下合成了氰基功能化的介孔二氧化硅.通过XRD、SEM、氮气吸附脱附、FT-IR和元素分析等技术对样品的结构、形貌、孔性质和官能团等进行了表征.研究结果表明,硅源的混合方式对氰基的引入量和分布有一定影响,其中以直接混合方式所得样品中基团含量最高,其分布也最均匀.另外,随着氰基引入量的增加,样品的形貌与孔结构略有变化.当CTES加入量超过20mol%时,材料的介孔由圆柱形的直孔道向瓶颈型的孔道结构发生转变.同时随着材料中氰基含量增大,样品的孔容由0.70 cm3/g降到0.22 cm3/g、表面积从666 m2/g降到312 m2/g,孔径由4.2 nm减小到2.7 nm,表明氰基分子占据了部分孔道空间.

磺酸基功能化的介孔材料HSO3-Zr-La-SBA-15的制备

介孔材料具有孔道结构规则有序、孔径均匀且可调、比表面积高、形貌可控、表面可功能化等特点,在大分子吸附、分离,特别是催化等领域有着重要的应用前景。在没有加任何无机酸的情况下,水热法一步制备了双金属掺杂的介孔材料Zr-La-SBA-15（ZLS）,接着以3-巯丙基-三甲氧基硅烷为有机功能试剂,通过采用后接枝法合成了磺酸基功能化的介孔材料HSO3-ZLS,并通过小角X-射线衍射（SXRD）、氮气吸附-脱附、红外光谱、透射电镜和热重等分析方法进行了详细表征。结果表明,修饰后的样品依然保持了SBA-15有序二维六方相介孔结构,且具有比表面及孔容较大、孔径分布较窄、热稳定性较高等优点。

表面高巯基功能化介孔材料的制备及对Hg^(2+)的吸附性能

在酸性条件下,以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板剂,四氧基硅烷(TEOS)预水解后与3-巯基丙基三乙基硅(MPTES)共聚,合成了具有不同巯基官能团比例x[n(MPTES)/n(TEOS+MPTES)]的功能化介孔材料(SBA-SH-x),其结构和性能经FT-IR,元素分析,SEM,TEM,小角X-ray和N2吸附-脱附表征。结果表明:x<10%,SBA-SH-x为六方p6mm介观结构;10%<x<15%,SBA-SH-x为立方Ia3d介孔结构;x>20%,SBA-SH-x为无序结构。SBA-SH-x在水溶液中吸附Hg2+的研究结果表明:SBA-SH-10和SBA-SH-15对Hg^(2+)吸附性能较好。

介孔硅分子筛原位改性功能化的研究进展

综述了介孔硅分子筛原位改性功能化的研究进展,选择将金属盐加入到酸性的合成溶液中和在介孔材料微粒形成时对其进行沉积镀饰,再经焙烧分解生成覆盖细密的强碱性表面层。该方法突破"后处理"改性的传统思路,在试样合成时实施改性,直接在强酸性体系中制备强碱性介孔材料和碱强度达到27的介孔超强碱。还综述了含氧酸盐的种类、添加方式对产物的形貌、孔结构及稳定性的影响。利用弱酸性和盐效应合成出具有双螺旋Ia3d对称性并经原位改性的立方相材料,采用原粉研磨法新技术,利用介孔材料里胶束与孔壁之间的超微空间,提供了介孔功能化的新材料。

煤气化渣制备碳硅介孔材料及甲基橙吸附性能研究

开发了一种煤气化渣低成本制备碳硅介孔材料的方法,探究了影响孔结构的因素和在甲基橙中的吸附性能。采用酸浸法制备碳硅介孔材料,通过材料的孔隙结构和金属氧化物浸出率对制备工艺进行优化。结果表明,温度和时间影响较小,原料粒径和酸浓度影响较大。粒径较小的原料酸浸之后比表面积更大,酸浓度对于碳硅介孔材料的影响比较明显,最佳的酸浓度为16%(质量分数),金属氧化物浸出率和残余碳含量综合影响着比表面积和孔容的大小。煤气化渣基碳硅介孔材料的吸附过程与伪二阶吸附模型最为接近,吸附平衡符合Langmuir模型,对甲基橙最大的吸附量为89.13 mg/g。