介孔分子筛的研究进展

介孔分子筛具有均一可调的介孔孔径、较高的比表面积等一系列优异特性,成为当今国际上研究热点之一.文中从介孔分子筛的性能、合成、改性以及应用等方面进行了综述和展望.结合我们课题组的研究工作,对目前研究较多的介孔分子筛的合成方法,如水热法、室温合成法、微波辐射法等进行了概括,同时还概述了模板剂在分子筛合成中的应用以及以稻壳为原料制备介孔分子筛的研究情况.重点讨论了在提高介孔分子筛酸性和水热稳定性方面的研究工作,为研究以稻壳为硅源来制备介孔分子筛以及对分子筛的改性提供了一些思路与方向.     

稻壳灰的综合利用研究

用稻壳发电后的剩余物稻壳灰联产纳米二氧化硅和高档活性炭,使稻壳的利用率大于90%.采用氢氧化钠为稻壳灰的硅碳分离处理剂,分离后的滤液采用改良沉淀法制备纳米二氧化硅.滤液中通入二氧化碳作为成核剂,在滤液中形成微小晶种,然后再加入硫酸进行沉淀.所制得的纳米二氧化硅分散均匀,粒径为20 nm左右.废液制备出长度40～150μm,直径为0.5～1μm的硫酸钙晶须.分离后滤渣在高温下用氢氧化钠进行活化,得到比表面积1140 m2/g,碘吸附值为1072 mg/g的活性炭产品,洗液可以循环到稻壳灰硅碳分离步骤中使用.     

稻壳质介孔炭的制备与成孔机制

以稻壳为原料、KOH为活化剂,采用炭化和活化两步法制备了介孔炭。采用比表面积测定仪测定介孔炭的N2吸附脱附等温线,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、小角X射线衍射分析仪(SAXRD)表征介孔炭形成过程中的物相变化与显微结构,由同步热分析质谱联用仪(TG-MS)分析生成的气体成分并推测成孔机制。结果表明:稻壳在420℃下炭化4 h,再将KOH与炭化稻壳按质量比3∶1混合均匀后,在750℃下活化1h,所制备的活性炭平均孔径为2.3 nm,最可几孔径4.5 nm,比表面积高达2175 m2/g,介孔率达到78.57%;同时,炭化稻壳在KOH的活化过程中生成的气体成分含有CO、CO2和H2O,炭化稻壳中SiO2与KOH的高温分解物K2O反应生成K2Si4O9。     

美国科学家用稻壳生产绿色建筑材料

稻壳富含二氧化硅（SiO2）。二氧化硅是混凝土的重要成分，稻壳作为建筑材料具有潜在的价值。但是人们试图利用稻壳燃烧后剩下的稻壳灰作为水泥替代材料，这种方法产生的稻壳灰含碳量过高，不宜充当水泥成分。最近美国科学家发现了一种新的稻壳加工方法，可以在稻壳灰充当混凝土成分的同时，促进绿色建筑事业的繁荣。     

X射线衍射V2O5在介孔二氧化硅上的分散研究

采用X射线衍射技术(XRD)考察了金属氧化物V2O5在介孔二氧化硅分子筛上的分散,研究结果表明应用浸渍法将V2O5浸渍于介孔二氧化硅分子筛中,在低于V2O5熔点的适当温度下焙烧后,与未浸渍V2O5样品相比,晶胞参数a值明显增大,说明钒离子掺入了介孔二氧化硅分子筛的骨架中;在一定范围内随着V2O5加入量的增加其在介孔二氧化硅的表面的分散量也在增加,而V2O5残余晶相量远远低于加入的量,说明V2O5掺入介孔二氧化硅分子筛骨架的同时可在介孔二氧化硅的表面成单层分散。     

壳聚糖包覆磁性介孔SiO2纳米粒子的制备及表征

采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯为硅源、以Fe_3O_4纳米粒子为核的磁响应性介孔二氧化硅纳米粒子(MMSNs),通过修饰羧基、利用羧基和壳聚糖的作用,制备壳聚糖(CS)包覆的磁性介孔二氧化硅纳米粒子(MMSNs/CS).通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)表征微球的结构和性质.结果显示壳聚糖包覆在了磁性介孔二氧化硅的表面,介孔二氧化硅的厚度为30nm,壳聚糖的厚度为10nm,且得到的产物具有良好的磁响应性.     

光磁功能化硅基材料的设计合成及释药性能研究进展

通过概述光或磁功能介孔二氧化硅材料、光磁双功能介孔二氧化硅材料以及新型纤维状光磁功能介孔二氧化硅在药物缓释领域的研究进展,分析了新型光磁功能介孔二氧化硅复合材料的应用状况及其未来的发展趋势.     

热解和灼烧温度对稻壳灰特性的影响

为了探讨稻壳热解气化过程对稻壳灰物化结构及其活性的影响,研究了热解及灼烧对稻壳灰的表面结构以及微晶结构的影响.结果表明:直接灼烧时稻壳中的非晶SiO2在800℃左右开始转化为鳞石英而失去活性,稻壳经历高温热解后在600℃下灼烧制备稻壳灰可以保护SiO2的活性;灼烧温度对灰的孔隙特性有明显影响,灼烧温度高不利于稻壳灰的表面结构的改善;热解温度对稻壳灰孔隙特性影响较小,稻壳焦炭600℃下灼烧可制取比表面积大于60m2/g的稻壳灰.     

不同合成方法对Y/SBA-15复合分子筛的结构的影响

研究了微波水热法合成的Y/SBA—15复合分子筛与普通机械方法将Y和SBA—15混合制备的混合分子筛。采用XRD、IR、氮气吸附脱附和TEM等方法对两种分子筛进行结构表征,结果表明:红外具有565、693、958 cm-1等微孔、介孔特征峰且有偏移,孔径为1.8、6.1 nm,微波水热法合成的分子筛是同时具备微孔和介孔特征的复合分子筛,而不是简单的机械混合分子筛。     

介孔二氧化硅复合微球的制备及药物控释应用

采用溶胶-凝胶法,以三乙醇胺为碱性沉淀剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,制备了介孔结构介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)。以硅烷偶联剂3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)对介孔二氧化硅进行表面修饰,以甲基丙烯酸(MAA)为原料,采用原位聚合法制备了具有pH响应性的介孔二氧化硅纳米粒子@聚甲基丙烯酸(MSNs@PMAA)复合微球。利用小角X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等仪器对其结构和形貌进行了表征。研究结果表明:MSNs@PMAA复合微球平均直径为167 nm,具有长程有序介孔孔道,MSNs的比表面积、孔容和孔径分别从1 081 m~2/g、1.756cm~3/g和3.2 nm减小至506 m~2/g、1.340 cm~3/g和1.7 nm。以多柔比星(DOX)为模型药物,MSNs@PMAA复合微球显示了较高的载药率和包封率,在体外有明显的p H响应性。