具有高水热稳定性有机-无机杂化中孔硅基材料的合成

以Y型沸石前驱体和不同的有机硅氧烷为硅源,合成了多种具有高水热稳定性的有机官能化中孔硅基材料,这些材料在100℃纯水中处理150 h后,能同时保持中孔结构和孔道表面上有机组分的稳定.Y型沸石前驱体可用廉价的反应物制备,提供了一条制备具有高水热稳定性有机官能化中孔硅基材料的低成本合成路线.     

杂原子介孔分子筛MCM-41的合成与表征

制备纯硅的介孔分子筛MCM-41，具有不同Si／Al的Al-MCM-41，以及含有B原子和Ti原子的B-Al-MCM-41和Ti-MCM-41的试样。小角X射线粉末衍射(XRD)分析表明，样品均具有MCM-41的结构特征，N2吸脱附研究表明，样品呈现Ⅳ型吸附等温线，具有孔径分布均一的中孔结构。利用^27Al MAS NMR研究了试样中Al的化学环境。结果表明，随铝含量的增加，四配位骨架铝和六配位骨架外铝同时增多，并且由非骨架四配位铝或骨架扭曲四配位铝所产生的“不可观察铝”也增多。     

Sol-gel法介孔SiO2膜的制备工艺研究

以正硅酸乙酯为硅源，氨水为催化剂，研究了sol-gel法介孔SiO₂膜的制备工艺，得到了制备SiO₂溶胶的优化工艺条件。发现催化剂氨的浓度是影响SiO₂溶胶质量的关键因素，在影响SiO₂膜制备的众多因素中，溶胶pH值、溶胶浓度和成膜助剂是影响膜制备的关键因素。实验发现，在适宜的条件例如合适的pH值下，溶胶-凝胶-干燥过程具有自适应性，能够自动调节凝胶和干燥速度，从而使凝胶干燥过程中存在的收缩在很大程度上得到减少甚至避免。采用液-液排除法对优化条件下制备的SiO₂膜的孔径分布进行了表征，结果表明，在实验条件下所获得的SiO₂膜的孔径分布在8.8～14.4nm。     

低浓度萘在SBA-15上吸附等温线推算

为了获取低挥发性有机物的吸附等温线,基于Langmuir方程,提出一种推算低浓度低挥发性有机物的吸附等温线的方法.脱附活化能由改进的程序升温脱附模型进行动力学分析获得,由此获得的Langmuir方程中的平衡常数B,较经典程序升温脱附模型求算值更接近本征值,且不受是否发生再吸附现象影响;饱和吸附量可结合吸附剂表征结果可得到.此方法应用于低浓度萘在SBA-15上的吸附等温线的推算,脱附活化能为58.37 kJ·mol-1,平衡常数为0.01149 Pa-1,饱和吸附量为55.11 mg·g-1,相对误差约5%,与实验值较好吻合.     

CdS光化学修饰介孔TiO2及其增强的可见光催化活性

[目的]提高介孔TiO₂材料的光催化活性。[方法]采用蒸发诱导自组装法(EISA),以四氯化钛和钛酸丁酯为钛源,嵌段共聚物P123(EO₂₀PO₇₀EO₂₀)为模板剂,制备介孔TiO₂。用光化学修饰法将CdS掺进介孔TiO₂中,合成对可见光有较好响应的复合材料,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、原子吸收分光光度法(AAS)和光催化等手段对样品进行表征。[结果]XRD和TEM结果表明成功合成有序的六方介孔材料;AAS确定复合材料中Cd的含量为0.96mg/g;光催化于500 W氙灯下以2×10^-5mol/L次甲基蓝(MB)为模型污染物,结果显示CdS/TiO₂复合材料的可见光催化活性明显提高。[结论]光化学修饰法制备的介孔CdS/TiO₂复合材料可增强其可见光催化活性。     

高硅体系中以乙二胺为介质制备MCM-41

研究了在高硅体系中(CTAB∶TEOS∶H2O=0.10∶1∶66.7)利用乙二胺作碱介质制备MCM-41介孔材料.借助XRD,N2吸附-脱附等表征手段,讨论了室温与二次水热处理条件下制得的MCM-41的特性.结果发现,在高硅体系中以乙二胺为碱介质,在室温与二次水热处理条件下得到的MCM-41原样品均具有良好的热稳定性,而二次水热处理得到的MCM-41具有较大的孔径.     

Ti-MCM-41制备及其催化性能

在低温强酸条件下制备了Ti掺杂的介孔材料Ti-MCM-41。经SEM，XRD，IR表征，该材料具有规则的晶体结构。同时研究了Ti-MCM-41在液相中氧化苯胺的催化行为，讨论了催化剂及反应条件对反应的影响。结果表明，在Ti-MCM-41作为催化剂时，双氧水和叔丁基过氧化氢可将苯胺氧 氧化偶氮苯和偶氮苯。     

在低表面活性剂浓度下合成含Y沸石次级结构单元的介孔分子筛

以表面Mol比很低(xsurf／xSiO2=0．07)的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂(SL)的混合水溶液为模板，以具有Y沸石次级结构单元的溶胶为前驱体，在碱性条件下合成了孔道结构类似于MCM-41的介孔分子筛，样品的XRD、FT—IR、N2吸附-脱附、SEM等表征表明合成的介孔分子筛是孔壁含Y沸石次级结构单元的六角相结构，该介孔分子筛的孔壁厚于常规水热方法得到的MCM-41材料的孔壁，它的形貌有别于常规水热方法得到的MCM—41的疏松形貌，为网状交叉结构。对样品水热稳定性的考察显示，在600℃ 100％水蒸气下处理10h，仍然可以保持其中孔结构。     

无机介孔材料在第三代电化学生物传感器中的应用研究

无机介孔材料是一种孔直径在2,50nm的多孔材料。这种材料具有结构规则,机械性能高、化学和热能稳定性好等特点。近年来,随着材料合成技术的提高,不断有新型高负载能力和生物相容性好的介孔材料被开发出来。同时,实验表明,无机介孔材料是固载生物大分子的良好载体。利用无机介孔材料固载氧化还原蛋白质并结合其的直接电子转移,为我们提供了一种新的构建第三代生物传感器的方法。基于无机介孔材料的特点及氧化还原蛋白质的直接电子转移,所构建的第三代电化学生物传感器有望具有较传统电化学传感器更好的性能。将介孔材料分为二氧化硅基和非二氧化硅基2大类,描述了无机介孔材料在第三代电化学生物传感器中的应用。     

In2O3纳米线阵列的合成及表征

采用SBA-15硬模板复制技术合成纳米In₂O₃样品, 并用X射线衍射（XRD）、 扫描电子显微镜（SEM）、 紫外可见光谱对样品的晶体结构、 晶粒尺寸、 形貌及带隙宽度进行测试, 分析样品的纳米结构对气敏性能的影响机制. 结果表明: 样品为纳米线阵列结构, 三维In₂O₃纳米线阵列结构由粒径约为15 nm的单晶近球形In₂O₃颗粒规则有序排列组成, 间距约为1 nm, 带隙宽度为3.63 eV; 当温度为320 ℃, 乙醇气体在空气中的体积比为10^-4时, 其灵敏度达42.3. 该纳米结构样品明显优于相同级别纳米颗粒和纳米介孔材料的气敏性能.