SBA-15基功能材料吸附应用研究进展

介孔SBA-15分子筛因具有较大的孔径、较高的比表面积和较厚的孔壁,在催化、吸附、分离、药物控释以及化学传感等领域得到广泛的应用。介绍了介孔分子筛的发展过程,并着重就SBA-15基功能材料在吸附应用方面的研究状况进行概述,最后展望了SBA-15功能材料未来的发展方向与应用前景。     

SnO_2-SBA-15介孔分子筛的制备与表征

首先以P123、正硅酸乙酯为原料合成了SBA-15介孔分子筛,然后利用氯化亚锡的水解反应在SBA-15介孔分子筛表面及孔道内部沉积纳米SnO_2,对其进一步功能化,成功制备出了SnO_2-SBA-15介孔分子筛.采用多晶X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析、同步热分析、氮气吸脱附等技术手段对材料的结构组成进行了表征,结果表明纳米二氧化锡成功负载到了SBA-15介孔分子筛表面和孔道内部.     

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。此文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。     

聚多巴胺修饰介孔二氧化硅SBA-15及体外生物活性研究

在介孔二氧化硅SBA-15表面修饰聚多巴胺,通过改变界面条件来提高介孔材料的生物活性.实验结果表明:沉积聚多巴胺后,材料依然保持高度有序的介孔结构,较大的比表面积、孔径和孔隙率.通过体外生物活性实验对比,聚多巴胺修饰的SBA-15诱导沉积羟基磷灰石的能力提高6倍,生物活性明显增强.     

Co3O4/SBA-15和Co3O4-CeO2/SBA-15复合材料的直接法合成与表征

借助水热法,在酸性条件下直接加入合成体系前驱盐(Co(NO3)2·6H2O),蒸发得到复合物并通过随后的煅烧,制备了Co3O4/SBA-15复合材料. 利用X-射线粉末衍射、扫描电镜、傅里叶红外光谱进行了系统的表征. 测试结果表明:在合成原料中n(Co)∶n(Si)＜1∶3制备的材料保持高度有序的二维六角介孔结构,Co3O4分散在SBA-15基体中,部分钴离子进入了介孔材料的骨架. 直接法制备的Co3O4-CeO2/SBA-15双金属氧化物复合材料,有望作为催化剂.     

有序介孔分子筛的生物大分子固定化研究

利用介孔材料孔径和生物大分子的尺寸相当的特点,采用有序介孔分子筛SBA-15为载体实现对血红蛋白（Hb）和葡萄糖氧化酶（GOx）的固载,并考察其生物活性．紫外可见光谱和红外吸收光谱表明：以介孔分子筛SBA-15作为固定载体可以有效地吸附血红蛋白和葡萄糖氧化酶,且在吸附过程中很好的保持了蛋白质的天然二级结构．     

介孔SBA-15/SiO2气凝胶硅-硅复合材料的制备和性能

以有序介孔二氧化硅颗粒SBA-15 为添加剂,利用酸碱两步法制备 SBA-15/SiO2气凝胶硅- 硅复合材料. 研究SBA-15添加量对气凝胶复合材料的形成过程和性能的影响,采用扫描电镜和氮气吸附-脱附对样品的结构进行表征,并测试其力学性能和热导率. 结果表明:少量有序介孔二氧化硅材料SBA-15的加入能大大缩短二氧化硅气凝胶形成时间,提高气凝胶复合材料的力学性能,并保持较低的热导率,而材料的比表面积仅略有下降.     

介孔二氧化硅SBA-15负载纳米氧化铜的合成和表征

采用两步法合成介孔二氧化硅SBA-15负载纳米氧化铜复合材料,通过XRD、TEM、氮气吸附脱附装置对负载氧化铜前后的样品进行了分析表征,研究发现SBA-15负载氧化铜以后依然保持六方形介孔结构,材料的BET比表面积和孔隙率下降,孔径减小.     

酸掺杂型SBA-15基介孔复合材料的研究进展

综述了酸掺杂介孔分子筛SBA-15复合材料的研究进展.对不同类型SBA-15基酸性介孔复合材料的制备方法等因素对其结构及性能的影响进行了阐述和分析,针对酸掺杂介孔分子筛SBA-15复合材料研究中存在的问题提出了相应的策略,对其研究方向和应用前景进行了展望.     

离子对SBA-15形貌与孔道结构的影响

以三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为无机硅源,在不同酸度下合成了介孔材料SBA-15,考察了阳离子Na+、K+及阴离子Br-、I-、SO2-4、H2PO4-的加入对介孔材料SBA-15的孔道结构和形貌的影响。通过XRD图谱和N2吸脱附等温线发现,加入无机盐后介孔结构依然存在,且仍具有较高的比表面积;不同阴阳离子及不同加入量都明显影响了材料的形貌。     

SBA-15负载二氯二茂锆催化剂的制备及催化乙烯聚合反应

以介孔分子筛SBA-15为载体负载二氯二茂锆配合物制备了SBA-15负载二氯二茂锆催化剂,在助催化剂MMAO作用下,该负载催化剂常压下可高活性催化乙烯聚合,通过XRD、TEM、DSC表征了SBA-15负载催化剂和所得聚乙烯,结果发现:因载体的孔道效应而生成了纤维状聚乙烯.考察了反应温度、Al/Zr摩尔比对乙烯聚合活性的影响.     

一种合成大孔径SBA-15介孔分子筛的新方法

通过加入无机盐硝酸铵辅助合成大孔径介孔分子筛SBA-15,用小角X-射线粉末衍射(SAXS)、透射电子显微镜(TEM)、N_2吸附脱附等手段对分子筛进行了表征.结果表明:合成的大孔径分子筛SBA-15具有高度有序的介孔结构,孔径约12 nm,比表面积894 m~2·g~(-1),孔容为2.6 cm~3·g~(-1);不加硝酸铵则不能得到具有高有序度的介孔材料.     

湿氧化法清除介孔材料中的有机模板剂

介孔材料的合成通常以表面活性剂自组装体为有机模板剂,并以高温焙烧法除去形成介孔结构中的有机模板.提出了一种全新的湿氧化去除介孔二氧化硅材料中的有机模板剂的方法,即以食人鱼溶液(3H_2SO_4-H_2O_2)处理含模板剂的MCM-41和SBA-15 2种典型的介孔材料,并对比研究了高温焙烧法和湿氧化法脱除有机模板剂的效果.通过XRD、FT-IR、N_2吸脱附、SEM、TG等手段对脱除模板剂前后的介孔材料进行表征.结果表明:食人鱼溶液可有效脱除介孔材料中的有机模板剂,且能很好地保留介孔结构;相比于高温焙烧后的样品,湿氧化法脱除模板剂后的样品具有更大的比表面积和更丰富的硅羟基,并克服了高温焙烧脱除模板剂造成的骨架收缩.     

Fe-SBA-15分子筛合成及其苯酚羟基化反应性能研究

以P123为模版剂,正硅酸乙酯为硅源,硝酸铁为铁源,水热法合成铁掺杂SBA-15介孔材料(Fe-SBA-15).实验结果表明,铁被成功引入到分子筛中,材料保持高度有序介孔结构并具有较高的比表面积;Fe/Si摩尔比为0.05时,苯酚转化率和苯二酚选择性最高,分别为23.61%和66.98%,相比SBA-15分子筛苯酚转化率提高22.26%.     

铜掺杂SBA-15的pH调节法直接合成及其在N_2O分解反应中的催化性能(英文)

酸性条件下,用环六亚甲基四胺作为pH调节剂,采用pH调节法直接合成了铜同构替代掺杂的SBA-15中孔分子筛(Cu/SBA-15).采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱(SEM-EDX)、透射电子显微镜(TEM)以及傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对目标材料进行了表征.结果表明:该材料具有六方中孔有序结构,且环六亚甲基四胺显著影响了铜和SBA-15硅骨架的结合,在水热合成过程中,环六亚甲基四胺分解释放出氨气,增加了体系的pH值,有助于更多的铜进入到分子筛的骨架中.该材料可用于N2O分解反应的催化剂,其中Cu/SBA-15(110)在600℃下具有优异的催化活性,可分解50%N2O.     

甲苯共溶剂引入对SBA-15结构、织构性能的影响

通过引入甲苯调变SBA-15的合成条件,制备了在孔道内部分二氧化硅积累的介孔材料.该合成方法与文献报道合成方法比较,硅前驱体使用量减少了29.8%,提高了硅源使用率,节约了成本.制备的材料经XRD、TEM、BET等技术手段测试表明,该材料具有典型SBA-15六方介孔晶相结构的特征,显示出独特的二阶脱附曲线.该材料与文献报道的合成方法比较(以PS-100-100样品为例),孔径增加了13.4%、比面积增加了27.8%、孔体积增加了55.1%.     

用ZSM-5降解液进行SBA-15分子筛合成的研究

以商用ZSM-5沸石为原料,采用降解法合成了孔壁含有沸石结构单元的Z-SBA-15介孔分子筛。利用XRD、TEM技术,考察了温度、时间、ZSM-5的硅铝比、降解液用量和初始凝胶pH值对合成产物的影响。结果表明:在晶化温度100～110℃,晶化时间36～48h,硅铝比为25～36,ZSM-5沸石降解液量15～30mL,初始凝胶pH值0.5～1.0时为合成适宜条件。此外,经Z-SBA-15样品结构分析,Z-SBA-15为具有Al—Si—O单元结构成分的SBA-15介孔材料。     

SBA－16硅基介孔材料结构对Cd^2＋吸附性能的影响

分别采用一步法和两步法,在不同酸性介质中设计合成了Im3m结构的SBA-16硅基介孔材料,并通过XRD、TEM、氮气吸附-脱附、29Si固体核磁等手段进行了表征,研究SBA-16硅基介孔材料合成条件和结构对溶液中Cd2+吸附性能的影响.结果表明:在相同条件下,SBA-16硅基介孔材料的孔径越大、比表面积越高、孔壁表面Si-OH的数量越多,对Cd2+的吸附性能越佳.     

复合材料PAA-PNIPA/APS-SBA-15的制备及其药物缓释性能

采用功能性聚合物对氨基改性的介孔氧化硅SBA-15进行负载改性,将丙烯酸和N-异丙基丙烯酰胺引入孔道内,经自由基聚合反应制备了功能性介孔纳米材料PAA-PNIPA/APS-SBA-15.分别用X射线衍射仪、透射电镜、氮气吸附脱附技术、傅立叶红外光谱等分析手段对该材料的结构和形貌进行了表征,并进行了药物释放试验.结果表明,聚合物负载在介孔材料的孔道中实现了双重复合改性,复合后介孔材料的孔体积为0.313 1 cm3/g,比表面积为171.4 m2/g,该复合材料仍然保持了介孔材料的有序结构,具有药物缓释特性,可同时具有pH敏感性和温度敏感性.     

硅钨酸-SBA-15介孔固体酸的直接合成、表征及催化油酸甲酯化性能

分别以硅酸乙酯为硅源、P123为模板剂,采用直接水热合成法将不同量的硅钨杂多酸(HSiW)直接固载于六方相介孔分子筛SBA-15中,利用XRD、N_2 adsorption-desorption、FT-IR、DR UV-Vis、TEM、Py-IR等手段对材料进行了表征,并且以油酸甲酯合成反应为探针反应,评价其催化性能.结果表明:所制备的HSiWSBA-15催化剂中HSiW呈高分散状态,并具有SBA-15的介孔结构和HSiW的Keggin型结构特征;同时,随着HSiW固载量的增加,所制催化剂中SBA-15的介孔长程有序性减弱;对油酸与甲醇酯化反应呈现出较好的催化性能,其中25%HSiW-SBA-15催化活性最佳,并显示出较好的循环使用性能.