二氧化硅负载磷钨酸催化合成3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮衍生物

以取代苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素为原料,以溶胶凝胶法制备二氧化硅负载的磷钨酸（H3PW12O40/SiO2）为催化剂,催化合成3,4-二氢嘧啶-2（1H）-酮,考察了三组分摩尔比、反应温度、催化剂用量及反应时间对反应收率的影响。研究表明,H3PW12O40/SiO2是合成3,4-二氢嘧啶-2（1H）-酮的良性催化剂,在取代苯甲醛的用量为0.04 mol,反应温度为90℃的条件下,收率可达73.1%-88.4%。催化剂和产品结构分别经IR、XRD、SEM和1H NMR、IR、MS等技术手段表征。

纳米二氧化硅负载磷钨酸催化合成2-十二烷基苯

采用纳米二氧化硅为载体,负载磷钨酸制备催化剂,催化合成制备2-十二烷基苯。实验表明:纳米二氧化硅负载磷钨酸制备的催化剂在烷基化反应中表现出很好的催化性能;优化的工艺条件为m(苯)∶m(1-十二烯)=8∶1,反应时间为2h,反应温度为80℃,催化剂负载量和加入量分别为20%(m/m)和2%(m/m,以反应物总量计);催化剂对苯与1-十二烯合成反应表现出较高活性和选择性。通过对反应产物进行高效液相色谱质谱联用仪分析,结果显示产物直链性较好。

微波辐射二氧化硅负载磷钨酸催化合成苯乙酸β-苯乙酯

研究了微波辐射下用二氧化硅负载磷钨酸作催化剂直接催化合成苯乙酸β-苯乙酯的反应。考察了影响酯化率的因素,确定了该反应的优化条件:当苯乙酸用量为0.05 mol时,β-苯乙醇与苯乙酸摩尔比为1.6:1,磷钨酸负载量为24.8%的催化剂用量1.2 g,带水剂环己烷用量6 mL,微波辐射功率500 W,反应时间8 min。在此条件下,酯化率可达91.7%。用红外光谱对产物结构进行了表征。

二氧化硅负载硅钨酸催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载硅钨酸催化剂。以其为催化剂,对以环己酮和1,2-丙二醇为原料合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的反应条件进行了研究,较系统地研究了酮醇物质的量比、催化剂用量、带水剂环己烷,反应时间对收率的影响。实验表明,二氧化硅负载硅钨酸催化剂是合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的良好催化剂,在n(环己酮):n(1,2-丙二醇)=1:1.5,带水剂环己烷的用量为12mL,反应时间45min,催化剂用量为原料总质量的0.8%的优化条件下,产品的收率可达85.9%。

溶胶-凝胶法纳米二氧化硅原位改性研究

研究了原位改性对溶胶凝胶法制备的纳米二氧化硅的特性和应用性能的影响,结果表明原位改性改善了纳米二氧化硅的分散性,使纳米二氧化硅的粒径减小,分布更加均匀,外观形貌发生变化,但并不改变纳米二氧化硅的晶体结构和体相成分.其改性机理是纳米二氧化硅表面的物理吸附水和硅羟基被硅烷偶联剂的有机成分所代替.当硅烷偶联剂的用量适当时,制备的纳米二氧化硅在阴极电泳漆中具有良好的应用性能.

盐酸法测定γ-氨丙基三乙氧基硅烷及其修饰的纳米二氧化硅表面氨基

建立了用盐酸乙醇标准溶液非水滴定γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APS）偶联剂及其修饰的二氧化硅纳米颗粒表面氨基的方法,探讨了滴定溶剂、指示剂对滴定结果的影响,并用电位滴定法对指示剂的终点进行了确定.实验表明：以乙醇作溶剂、百里酚兰作指示剂时,其准确度较高、精密度较好,对APS偶联剂工业样品（A）的回收率为99.40%～100.8%,RSD为0.1%;对APS修饰的二氧化硅纳米颗粒（B）,其回收率为99.45%～102.2%,RSD为0.66%.该方法简便、快速,可作为APS含量及其二氧化硅纳米颗粒表面修饰的氨基含量测定的基本方法和企业生产控制与质量检测的方法,具有良好的应用前景.

利用改进的本体溶胶-凝胶过程制备单组分二氧化硅单块

An improved bulk sol-gel process was found to prepare transparent, non-cracking, highly pure and mono-component monolithic silica gels with a low volume shrinkage. HSi（OC2H5）3 was used as a gel acceleration to shorten the whole sol-gel processing time in the place of the carbonate powders in bulk sol-gel process. The mono-component silica gel monoliths prepared via the improved bulk sol-gel process possess a microporous structure and a good transmittance in the UV-Vis region, and the mass fraction of silica is 89%, the mass fraction of small molecules is 11%.

微孔二氧化硅负载络合铂催化1-辛烯硅氢加成反应

以微孔二氧化硅为载体,制备了微孔二氧化硅负载的铂胶体催化剂,并进行了表征。在密闭反应器中将催化剂用于催化1-辛烯与甲基氢二氯硅烷硅氢加成反应,结果显示该催化剂在常温常压下有很高的催化活性和重复实用性。无溶剂、40℃温度下反应10 h,甲基氢二氯硅烷的转化率可达99.11%,区域选择性β-加成产物100%。催化剂性能稳定,回收使用25次无明显失活。

二氧化硅负载硅钨钼酸催化合成异丁醛1,2-丙二醇缩醛

以H4SiW6Mo6O40/SiO2为催化剂,通过异丁醛和1,2-丙二醇为原料合成异丁醛1,2-丙二醇缩醛,探讨了H4SiW6Mo6O40/SiO2催化剂对缩醛反应的催化活性,较系统地研究了原料量比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响.实验表明:H4SiW6Mo6O40/SiO2是合成异丁醛1,2-丙二醇缩醛的良好催化剂,在n(1,2-丙二醇)∶n(异丁醛)=1.5∶1,催化剂用量为反应物料总质量的1.2%,环己烷为带水剂,反应时间1.0 h的优化条件下,异丁醛1,2-丙二醇缩醛的收率可达75.2%.

二氧化硅的表面处理及其在尼龙6中的应用

为优化二氧化硅的表面处理效果,以此提升二氧化硅改善尼龙6 (PA6)力学性能的作用效果,将脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)与γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)混合后,形成复合表面处理助剂(CSA),并用其对二氧化硅进行表面处理。通过红外光谱、热失重分析证实了CSA与二氧化硅的化学接枝,进一步通过粒径分布测试及扫描电子显微镜观察确定表面处理后二氧化硅的平均粒径能够达到169 nm,分散均匀度也有所改善。将CSA表面处理后的二氧化硅加入到PA6中,采用共混挤出的方法制备了二氧化硅增强PA6复合材料。通过对复合材料的性能测定,确认CSA处理后的二氧化硅在3%~4%用量下,能够使PA6的拉伸强度最多提升约17%,弯曲强度最多提升约13.9%,冲击强度最多提升约14%,提升效果远比使用等量的纯二氧化硅或仅采用KH-550表面处理的二氧化硅明显。以上特征对于在汽车零部件、电子电器零件等领域应用的尼龙制品性能提升有重要帮助。

甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷-醋酸乙烯酯共聚物/二氧化硅杂化材料的制备和性能研究

通过溶胶凝胶法制备了甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷醋酸乙烯酯/二氧化硅杂化聚合物材料;用紫外光谱(UV),傅立叶红外光谱(FT-IR)对聚合物进行了结构表征;溶胶抽提结果表明杂化材料体系中凝胶的含量很高;SEM观察了杂化材料的形貌;示差扫描量热法(DSC)、热重法(TG)测试分析了材料的热稳定性。

二氧化硅负载硅钨钼酸催化合成丁酮1,2-丙二醇缩酮

以二氧化硅负载硅钨钼酸为催化剂,以丁酮和1,2-丙二醇为原料催化合成丁酮1,2-丙二醇缩酮。探讨了丁酮与1,2-丙二醇量比、催化剂用量、带水剂及反应时间对收率的影响。实验表明,在n(丁酮)∶n(1,2-丙二醇)=1:1.4,催化剂用量为反应物料总质量的1.4%,带水剂环己烷10mL,反应时间70min的优化条件下,丁酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达83.1%。

荧光分光光度法测定-γ(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷修饰的纳米二氧化硅表面的环氧基团

建立了荧光分光光度法测定γ-（2,3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷修饰的纳米二氧化硅（GPTMS-SiO2）表面环氧基团含量的方法.讨论了铵盐的种类和浓度、pH值、乙酰丙酮的浓度、温度和时间对荧光强度的影响及荧光产物的稳定性.结果表明：当环氧基官能团的浓度在0.002 0-0.029 1 mmol.L^-1范围内,荧光强度与其浓度呈良好的线性关系,r=0.997 9.该方法重现性好、准确度较高,可用于GPTMS-SiO2表面环氧基团含量的测定.

二氧化硅负载磷钨酸催化废油脂制备生物柴油

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载磷钨酸催化剂(PW12/SiO2)。催化剂的XRD分析表明,当催化剂中磷钨酸的质量分数不超过15%时,磷钨酸在二氧化硅中高度分散。用废油脂与甲醇的酯交换反应来评价该催化剂的催化活性。结果表明:该催化剂具有良好的催化活性;在反应温度190℃,体系压力3.0 MPa,搅拌转速为400 r/min,15%PW12/SiO2用量为废油脂质量的5%,醇油物质的量比为16∶1,反应时间为4 h的条件下,生物柴油产率可达90%。

γ-巯丙基三乙氧基硅烷水解程度对纳米二氧化硅接枝机理影响的DFT研究

为探索γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTS)水解程度对纳米二氧化硅接枝机理的影响,采用基于密度泛函理论(DFT)的量子化学方法,选择合适的泛函和合理的模型,系统研究了MPTS及其不同水解程度产物的反应活性及与纳米二氧化硅的接枝机理,为纳米二氧化硅改性工艺优化及改性效果的提升提供重要理论基础。结果表明:经数据对比确定GGA-PBE泛函优化后的纳米二氧化硅团簇模型为最合理模型。二氧化硅表面硅羟基中的氧原子为亲核活性中心,氢原子为亲电活性中心,MPTS及其水解产物中氧原子为亲核活性中心,硅原子为亲电活性中心。水解引起LUMO轨道向硅原子偏移,硅原子亲电指数提高,而HOMO轨道向氧原子偏移,氧原子的亲核指数提高,引起MPTS水解产物更容易受到二氧化硅表面硅羟基攻击,进而提高了接枝反应活性。MPTS的水解降低了接枝反应的活化能,不同水解程度产物接枝反应活化能(E_a)顺序为M0>M3>M1>M2(M0、M1、M2和M3分别表示MPTS及其一级、二级和三级水解产物),接枝反应属于S_N2亲核取代,且为放热反应。M0、M1和M2都是通过脱醇机理发生接枝反应,空间位阻效应和偶联剂中心硅原子的亲电性能为反应主要控制因素,而M3是通过脱水机理发生接枝反应。

一步溶胶-凝胶法制备乙烯基功能化二氧化硅微球及其表征

以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为硅源、乙醇和水为溶剂,氨水为催化剂,通过一步溶胶?凝胶法制备了粒径分布为2~11μm的乙烯基功能性二氧化硅微球(V-SiO2)。探究了温度、水硅比、醇硅比、氨硅比和对合成反应及产物形貌的影响,并对产物进行了热重(TG)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、接触角测量等方面的表征。结果表明:30~50℃时,VTES水解?缩聚反应完全;水硅比越大,体系凝胶时间越长;醇硅比越大,产物球形越规整;氨硅比越大,产物粒径分布范围越窄。产物V-SiO2是具有反应潜能的超疏水材料,可用于分离、检测、陶瓷制造等领域,也可用作引入其他成分的基础材料。

KH-570原位改性纳米二氧化硅的制备与表征

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅溶胶,再用γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对其进行改性,得到KH-570改性的纳米二氧化硅。采用红外光谱(FT-IR)、粒径分析、透射电镜(TEM)以及热重分析(TG)等对原料及产物进行表征。结果表明:KH-570能够成功改性纳米二氧化硅,改性后的纳米二氧化硅尺寸主要分布在30～115nm。

二氧化硅负载N,N,N′,N′-四甲基-N″-丙基胍盐离子液体的制备及结构表征

采用不同方法制备了阴离子分别为PF6-,CF3SO3-和CH3COO-的二氧化硅负载N,N,N′,N′-四甲基-N″-丙基胍(STMPG)离子液体,利用FT-IR,BET和元素分析等方法对上述负载型离子液体及其前体进行了结构表征,并测定了负载型离子液体的表面酸碱性,其中[STMPG]CH3COO的pKa值最高,为4.8～6.8。

苯甲醛与甘油在二氧化硅负载的磷钨酸催化剂上的缩合反应

针对磷钨酸比表面积小和不易回收利用等缺点,采用溶胶-凝胶法制备了不同磷钨酸负载量的H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂,用XRD和N2-吸附对H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂进行了表征,研究了在苯甲醛和甘油缩合反应中的催化性能,考察了催化剂的焙烧温度、磷钨酸的负载量、催化剂用量和反应时间的影响。结果表明,H3PW12O40/SiO2固体酸是平均颗粒在(20.9～26.4)nm的无定形催化剂,在苯甲醛甘油缩醛的合成中具有高活性和高稳定性。最佳条件:焙烧温度500℃,H3PW12O40负载质量分数10%,催化剂用量0.5 g,n(苯甲醛)∶n(甘油)=1∶1.1、甲苯15 mL,反应时间2.0 h。最佳条件下,苯甲醛转化率达99.2%。H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂独特的Keggin阴离子结构和表面酸中心、高比表面积和准液相在苯甲醛和甘油的缩合中具有重要作用。

溶胶-凝胶法制备二氧化硅改性碳酸钙填料的研究

利用原位溶胶-凝胶法制备二氧化硅,对沉淀碳酸钙(PCC)进行表面改性,并采用光谱和显微镜分析技术对这种新型改性材料进行表征。结果表明,在偏三角形PCC晶体表面会覆盖一层紧密的二氧化硅层;通过热重分析发现,在适宜的实验条件下,二氧化硅在PCC表面的沉积量能够达到25%。虽然改性后PCC的平均粒径有所变化,但是用激光粒度仪测定的改性前后PCC的粒径分布相近。这一特性对改性PCC的应用至关重要,如将其用作造纸填料能够增加纤维与纤维之间的结合,提高纸张强度。