立方介孔相二氧化硅的制备及吸附苯酚的研究
介孔二氧化硅纳米材料的制备及在药物递送方面的应用研究
介孔二氧化硅纳米材料的制备及在药物递送方面的应用研究摘要:一、引言1.介孔二氧化硅纳米材料的基本概念2.介孔二氧化硅纳米材料的研究背景和重要性二、介孔二氧化硅纳米材料的制备方法1.液相沉淀法2.溶胶-凝胶法3.模板法4.表面活性剂诱导法三、介孔二氧化硅纳米材料在药物递送中的应用1.作为药物载体2.改善药物生物利用度3.实现药物缓释和靶向给药4.提高药物稳定性和降低药物毒性四、介孔二氧化硅纳米材料在药物递送方面的优势1.比表面积大、孔隙率高2.稳定的骨架结构3.易于表面修饰4.无生理毒性五、研究进展与展望1.制备方法的创新2.药物递送系统的优化3.临床应用的拓展正文:随着科技的不断发展,新型纳米材料在各个领域的研究日益深入。
其中,介孔二氧化硅纳米材料因其独特的物理和化学性质,在药物递送方面具有广泛的应用前景。
本文将探讨介孔二氧化硅纳米材料的制备方法以及在药物递送领域的应用,旨在为相关研究提供有益的参考。
一、引言1.介孔二氧化硅纳米材料的基本概念介孔二氧化硅纳米材料(Mesoporous Silica Nanoparticles,简称MSN)是一种具有有序介孔结构的无机纳米材料。
其特点在于孔径尺寸在2-50nm范围内,具有较大的比表面积、高的孔隙率以及稳定的骨架结构。
由于这些特性,介孔二氧化硅纳米材料在药物递送领域具有显著的优势。
2.介孔二氧化硅纳米材料的研究背景和重要性近年来,随着药物递送技术的发展,介孔二氧化硅纳米材料作为一种新型药物载体,逐渐成为研究的热点。
与传统药物载体相比,介孔二氧化硅纳米材料具有更好的生物相容性和低毒性,可实现药物的高效递送和靶向给药。
因此,研究介孔二氧化硅纳米材料在药物递送方面的应用具有重要意义。
二、介孔二氧化硅纳米材料的制备方法1.液相沉淀法液相沉淀法是一种常见的介孔二氧化硅纳米材料的制备方法。
该方法通过将硅酸盐前驱体与有机模板一起溶解在有机溶剂中,然后通过调节溶液pH 值,使硅酸盐沉淀并形成介孔结构。
介孔二氧化硅及其制备方法
介孔二氧化硅及其制备方法1. 导言介孔二氧化硅是一种具有高度有序的孔道结构的无机材料,具有较大的比表面积和孔容,是一种理想的催化剂和吸附剂。
本文将介绍介孔二氧化硅的基本概念、结构特征以及常见的制备方法。
2. 介孔二氧化硅的基本概念及结构特征介孔二氧化硅是一种由二氧化硅分子组成的材料,具有高度有序的孔道结构。
其孔道结构通常分为微孔和介孔两种类型,其中微孔的孔径范围在2纳米以下,而介孔的孔径范围在2-50纳米之间。
介孔二氧化硅的结构特征主要包括孔径分布、比表面积和孔容。
孔径分布是指孔道的尺寸范围和分布情况,比表面积则是指单位质量或单位体积的材料所具有的表面积,而孔容则是指孔道所占据的体积比例。
3. 制备方法3.1 模板法模板法是最常用的制备介孔二氧化硅的方法之一。
其基本原理是在溶液中加入一种模板剂,通过模板与硅源反应生成介孔二氧化硅的前体,然后经过模板的去除得到最终产物。
常见的模板剂包括有机物和无机盐,如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、正丁基三甲基氯化铵(BTMA)和硫酸镁(MgSO4)等。
其中,CTAB是最常用的模板剂之一,可以形成尺寸均匀的介孔结构。
3.2 偶联剂法偶联剂法是一种利用偶联剂在溶液中形成胶体稳定体系的方法,如聚乙烯醇(PVA)和聚合物胶体微球等。
该方法的优点是可以通过调节偶联剂的性质和浓度来控制介孔二氧化硅的孔径和比表面积。
3.3 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种通过水解和缩合反应制备介孔二氧化硅的方法。
该方法的基本步骤包括:将硅源与溶剂混合形成溶胶,通过水解和缩合反应使溶胶凝胶化,最后经过干燥和煅烧得到介孔二氧化硅产物。
3.4 喷雾干燥法喷雾干燥法是一种将溶胶喷雾成微粒,并在热气流中干燥得到介孔二氧化硅的方法。
该方法的优点是操作简单,可以快速制备高质量的介孔二氧化硅颗粒。
4. 应用领域介孔二氧化硅的高比表面积和孔容使其在催化剂、吸附剂、分离材料等领域有着广泛的应用。
在催化剂领域,介孔二氧化硅可以作为载体提供高度分散的金属催化剂,提高反应活性和选择性。
介孔 二氧化硅
介孔二氧化硅简介介孔二氧化硅是一种具有特殊结构的材料,具有大量的微孔和介孔结构。
它在吸附、催化、分离等领域具有广泛的应用。
本文将对介孔二氧化硅的制备方法、性质以及应用进行详细介绍。
制备方法模板法模板法是制备介孔二氧化硅最常用的方法之一。
通过选择合适的模板剂,可以控制所得材料的孔径和孔壁厚度。
常用的模板剂包括阴离子型表面活性剂(如十六烷基三甲基溴化铵)和聚合物(如聚苯乙烯)等。
制备步骤如下:1.将模板剂与硅源(如正硅酸乙酯)混合。
2.在适当条件下,进行水解缩聚反应,形成胶体。
3.将胶体进行热处理或冷冻干燥,去除模板剂。
4.得到介孔二氧化硅。
溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是另一种常用的制备介孔二氧化硅的方法。
该方法通过溶解硅源(如正硅酸乙酯)在溶剂中,形成胶体,然后通过凝胶化和热处理得到介孔二氧化硅。
制备步骤如下:1.将硅源与溶剂混合。
2.在适当条件下,形成胶体。
3.将胶体进行凝胶化处理。
4.进行热处理,得到介孔二氧化硅。
性质孔径和比表面积介孔二氧化硅具有丰富的微孔和介孔结构。
其孔径通常在2-50纳米之间,比表面积可以达到几百平方米/克以上。
这种特殊的结构赋予了介孔二氧化硅优异的吸附性能和催化活性。
热稳定性介孔二氧化硅具有较好的热稳定性,在高温下仍能保持其结构和性质不变。
这使得它在高温催化反应中具有广泛的应用前景。
表面修饰由于介孔二氧化硅表面含有丰富的羟基(Si-OH)官能团,可以通过表面修饰来改变其物化性质。
常用的表面修饰方法包括硅烷偶联剂修饰、金属离子掺杂等。
应用吸附材料由于介孔二氧化硅具有大量的微孔和介孔结构,具有较大的比表面积和吸附容量,因此在吸附材料方面具有广泛应用。
它可以用于废水处理、气体分离、催化剂载体等领域。
催化剂介孔二氧化硅作为催化剂载体具有优异的性能。
通过调控其孔径和孔壁厚度,可以控制催化反应的活性和选择性。
此外,介孔二氧化硅还可以通过掺杂金属离子或负载金属纳米颗粒来提高催化活性。
药物缓释系统由于介孔二氧化硅具有较大的比表面积和可调控的孔径结构,可以作为药物缓释系统的载体。
介孔二氧化硅纳米粒子的制备研究
介孔二氧化硅纳米粒子的制备研究摘要:介孔材料由于其具有较大的比表面积和吸附容量,因此在吸附、分离、催化等领域都具有广泛的应用。
该文采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模版,溶胶凝胶法合成了介孔二氧化硅纳米粒子,通过透射电镜(TEM)和低温氮吸附等表征方法对合成介孔二氧化硅的结构和性能进行了分析,讨论了不同四甲氧基硅烷(TMOS)、CTAB量对介孔二氧化硅纳米粒子的粒径、比表面积及孔径的影响。
关键词:介孔二氧化硅溶胶凝胶法介孔材料是多孔材料中的重要组成部分,由于具有较大的比表面积和吸附容量,因此在吸附、分离、催化等领域都具有广泛的应用。
根据微观结构的区别,介孔二氧化硅可分为两大类型:一类则是以二氧化硅干凝胶和气凝胶为代表的无序介孔固体,其中介孔的形状不规则但是相互连通。
孔形常用墨水瓶形状来近似描述,细颈处相当于不同孔之间的通道。
另一类是Back等人[1-2] 于1992年首次报道的M41S(MCM-41,MCM-48,MCM-50)系列的介孔二氧化硅,其结构特点是孔径大小均匀,按六方有序排列,在不同制备条件下,孔径在1.5~10 nm范围内可连续调节。
孔形可分三类:定向排列的柱形孔;平行排列的层状孔;三维规则排列的多面体孔。
这种合成方法可以得到均一的多孔结构,引起了在多相催化、吸附分离以及高等无机材料等学科领域研究人员的浓厚兴趣[3-6]。
介孔材料在种类及应用上都得到了蓬勃的发展。
目前合成介孔材料主要采用水热合成法、室温合成、微波合成、湿胶合成法以及相转移法等。
介孔材料的合成涉及到诸多的影响因素。
比如说,一种模板剂可以合成出多种介孔材料,这就显示了合成过程中胶凝条件所起的重要作用:OH-浓度、投料比、各种原料的溶解度、凝胶老化时间、晶化时间、晶化温度、升温速度以及搅拌速度等都可能成为影响合成结果的因素。
而有的合成方法是利用几种模板剂合成出同一种介孔材料。
对于这种情况,模板剂相当于体积填充物,对分子筛结构的形成并无至关重要的贡献。
二氧化硅的形貌调控及其吸附性能研究
二氧化硅的形貌调控及其吸附性能研究全球气候变化是人类迄今面临的最重大环境问题,也是21世纪人类面临的最复杂挑战之一。
化石燃料燃烧排放的C02是造成全球气候变化的主要原因,对全球变暖的贡献率已超过了 60%o在众多捕集工业废气中C02的技术中,吸附分离是最有效的技术之一,而且一直备受研究者的青睐。
而在吸附分离技术中,研发具有高吸附容量、高选择性和良好循环利用性能的C02吸附剂成为技术的关键。
在研发的各类C02吸附剂中,以氨基修饰的介孔材料最受关注,因为其具有高比表面积、大孔容、孔径可调等优点,在CO2吸附、分离及存储等领域展现了广阔的应用前景。
另一方面,甲醛是一种常见的室内空气污染物,长期处于含有甲醛的环境中,即使是在很低浓度(低于lppm)下也对人体的健康不利,因此室内空气污染已经成为了重要的社会问题。
吸附,洗气和高级氧化技术已经运用于去除空气中挥发性有机化合物(VOCs),比如甲醛和丙酮。
在上述方法中,吸附法是一种更简便而且有效的去除气体甲醛的方法。
本论文主要工作包括以下内容:1)氨基功能化单分散多孔Si02微球的制备及其 C02吸附性能研究。
氨基功能化单分散多孔Si02微球是通过在水-乙醇-十二胺的混合溶液中将正硅酸乙酯(TEOS进行水解和缩合反应,并在600C下燼烧,最后利用四乙烯五胺(TEPA)进行表面功能化制备得到的。
样品的C02吸附性能是通过Chemisorb2720脉冲化学吸附系统进行分析。
结果显示,锻烧温度对Si02微球的比表面积,孔体积和孔径都有着显著的影响。
随着锻烧温度的升高,比表面积和孔体积增大,而孔径随之减小。
600C下锻烧的S102微球的比表面积和孔体积分别达到921m2/g和0. 48cm3/go在氨基功能化之后,样品的比表面积和孔体积大幅度降低,分别降至34m2/g和0. 08cm3/g,这是由于孔道被TEPA分子填充引起的。
所有TEPA功能化的样品表现出了优良的C02吸附性能,其C02吸附性能与样品的TEPA负载量,吸附温度和比表面积有关。
介孔二氧化硅合成及其吸附分离性能研究
1.4.3动态吸附穿透实验
采用固定床吸附装置进行动态吸附穿透实验 ,
吸附柱体积为200 mL,以正辛烷为溶剂,添加质量
分数为30%的模拟油组成原料油,其中模油质量 组成为正己烷(10% ),2-甲基戊烷(40%)、1-己烯
(50%),进料速度为2 mL/min,吸附温度为100益, 在出样口定时取样,分析吸余油目标组分含量,直至
的晶体衍射峰,在20~30毅呈现一个明显的SiO2非晶 体衍射峰,说明所制备的样品是由无定型SiO2组成。
图3为二氧化硅的TEM图,由图3可知,实验 条件下合成的二氧化硅具有蠕虫状孔隙结构,无晶 体特有的晶格条纹出现,属于结构无序的非晶体,与 XRD表征结果一致。
69-
采用D/max-2500型全自动旋转靶X-射线 衍射仪(XRD)测定吸附剂晶相,扫描角度为5~45。。 采用JEOL JEM-2100F场发射透射电子显微镜 (TEM)分析吸附剂形貌,加速电压为200 kVo采用 ASAP2020型物理吸附仪,通过N2吸附-脱附技术 表征吸附剂孔结构,样品测定前在150 益下抽真空 活化4 h,以液氮为吸附介质,在350益进行测试。采 用AutoChem域2920全自动程序升温化学吸附仪测 定吸附剂酸量,样品测试前在550益处理2 h,在Ar 气流中以10 益/min的速率由50益升至550益进行 NH3的程序升温脱附,采用TCD检测器检测NH3的 脱附量。采用TENSOR27型红外光谱仪测定吸附剂 羟基含量,KBr压片,扫描范围为3 000~4 000 cm-1。 采用TGA/DSC 1热分析仪测定吸附剂羟基浓度,氮 气气氛,流量为40 mL/min,以10 益/min升温速率升 至 1 100 益 o 1.4评价分析 1.4.1烃类组成分析
介孔二氧化硅纳米颗粒的制备实验报告
介孔二氧化硅纳米颗粒的制备实验报告
引言
介孔二氧化硅纳米颗粒具有广泛的应用前景,如在生物医学领域中作为药物载体。
因此,制备介孔二氧化硅纳米颗粒的方法备受关注。
本文将介绍一种简单、快速的制备介孔二氧化硅纳米颗粒的方法。
实验原理
介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法主要有两种:溶胶-凝胶法和水热法。
本实验采用的是溶胶-凝胶法。
该方法的原理是将硅烷和溶剂混合,形成溶胶;随后,通过添加一定的硝酸钠等碱性物质,使溶胶凝胶化,最终得到介孔二氧化硅纳米颗粒。
实验步骤
1.准备实验器材和试剂,包括硅烷、苯、硝酸钠、乙醇等。
2.将硅烷和苯按照一定的比例混合,制备硅烷溶胶。
3.将硝酸钠溶解在少量的乙醇中,制备硝酸钠溶液。
4.将硝酸钠溶液滴加到硅烷溶胶中,同时搅拌,将溶胶凝胶化。
5.将凝胶体洗净,去除未反应的物质,得到介孔二氧化硅纳米颗粒。
实验结果
在本实验中,制备的介孔二氧化硅纳米颗粒的平均粒径为30nm左右,具有较好的孔径分布和孔容量。
结论
本实验采用的溶胶-凝胶法制备介孔二氧化硅纳米颗粒,具有制备简单、操作方便、产品质量稳定等优点。
该方法的制备过程中需要注意的是搅拌的力度和时间,以充分混合化学物质,从而得到较好的产品。
未来,可以通过改变硅烷和碱性物质的配比,进一步调节介孔二氧化硅纳米颗粒的孔径和孔容量,以满足不同应用领域的需求。
二氧化硅的多孔材料及其在吸附和分离中的应用
二氧化硅的多孔材料及其在吸附和分离中的应用二氧化硅是一种重要的材料,在科学研究和工业生产中得到广泛应用。
其中,多孔二氧化硅是一种特殊形态的材料,它拥有许多独特的性质和应用。
本文将介绍多孔二氧化硅的制备、性质以及在吸附和分离方面的应用。
一、多孔二氧化硅的制备1. 溶剂蒸发法溶剂蒸发法是一种制备多孔二氧化硅的常用方法。
这种方法的具体步骤如下:首先,在有机溶剂中加入二氧化硅前驱体,加热搅拌使其充分溶解;然后使其自然蒸发,直到产生固体。
在这个过程中,由于有机溶剂的挥发,产生了很多小孔和大孔,形成了多孔结构。
最后将产生的物质高温煅烧,从而得到纯净的多孔二氧化硅。
2. 模板法模板法是一种将有机物作为模板来制备多孔二氧化硅的方法。
具体步骤为:首先将有机物与二氧化硅前驱体混合;然后通过一系列的化学反应使有机物自身蒸发或氧化分解,在这个过程中,有机物模板留下了一系列的空隙,形成了多孔结构;最后通过高温煅烧将有机物模板去除,得到纯净的多孔二氧化硅。
二、多孔二氧化硅的性质1. 多孔结构多孔二氧化硅的最显著的性质就是它的多孔结构。
这种多孔结构可分为两种类型:介孔和微孔。
介孔的孔径在2-50纳米之间,微孔的孔径小于2纳米。
这些孔隙在多孔二氧化硅中分布均匀,数量众多,能够提供大量的吸附活性位点,从而使得多孔二氧化硅具有很强的吸附能力。
2. 高比表面积多孔二氧化硅的多孔结构使得它的比表面积非常大,通常在100-1000平方米/克之间。
这种巨大的比表面积为多孔二氧化硅带来了许多独特的性质,例如高度的吸附能力和分离效率。
3. 活性位点多孔二氧化硅的多孔结构是由一系列的空隙组成的,这些空隙通常被认为是其活性位点。
这些活性位点能够提供大量的表面反应机会,增强多孔二氧化硅的吸附、吸附分离等性质。
三、多孔二氧化硅在吸附和分离中的应用1. 吸附分离多孔二氧化硅在吸附分离中得到了广泛应用。
它能够选择性地吸附某些分子和离子,从而达到分离和富集的目的。
介孔二氧化硅纳米材料的合成与催化性能
介孔二氧化硅纳米材料的合成与催化性能介孔二氧化硅纳米材料是一种具有广泛应用前景的新材料。
它不仅具有高度的孔隙度和可调节的孔径大小,而且还具有良好的化学稳定性和催化性能,因此被广泛应用于分子筛、催化剂、药物缓释等领域。
本文将介绍介孔二氧化硅纳米材料的制备方法、结构特点以及在催化领域的应用情况。
一、介孔二氧化硅纳米材料的合成介孔二氧化硅纳米材料的合成方法主要有两类:基于硅烷前体的凝胶法和基于表面模板法。
1. 凝胶法凝胶法是目前常用的一种制备介孔二氧化硅纳米材料的方法,其主要步骤包括硅烷前体的水解、缩合、有机模板剂的加入、凝胶形成和模板剂的去除等。
具体而言,硅烷前体首先通过水解缩合反应形成均匀的硅氧网格,然后有机模板剂通过氢键、范德华力等相互作用进入硅氧网格中,最后在适当的条件下,硅氧网格聚合形成介孔二氧化硅纳米材料。
2. 表面模板法表面模板法是一种使用有机小分子作为模板剂形成介孔二氧化硅纳米材料的方法。
具体而言,有机小分子首先在硅烷前体表面吸附,然后硅烷前体发生水解缩合反应形成硅氧网格,同时有机小分子也进入硅氧网格中并形成介孔结构。
最后通过退火等方式去除有机小分子,得到介孔二氧化硅纳米材料。
二、介孔二氧化硅纳米材料的结构特点介孔二氧化硅纳米材料具有高度的孔隙度和可调节的孔径大小,其孔径大小通常在2-50 nm之间。
与孔径大小有关的是模板剂的大小,因为模板剂对介孔结构的形成起着重要的作用。
介孔二氧化硅纳米材料的孔道壁厚度通常在10-20 nm之间,同时具有较大的内表面积和孔体积。
内表面积和孔体积的大小可以通过改变硅烷前体的结构、溶剂的种类和条件等来调节,从而制备出具有不同结构和性质的介孔二氧化硅纳米材料。
三、介孔二氧化硅纳米材料的催化性能介孔二氧化硅纳米材料具有良好的催化性能,主要体现在以下几个方面。
1. 选择性催化由于介孔二氧化硅纳米材料具有可调节的孔径大小和孔道壁厚度,因此可以针对不同的反应分子选择合适的孔径大小和孔道壁厚度,在催化反应中实现选择性催化。
介孔有机二氧化硅
介孔有机二氧化硅(Mesoporous Organosilica,简称MOS)是一种新型的纳米多孔材料,具有介孔结构和有机功能团的特点,具有较大的比表面积和较好的热稳定性,广泛应用于催化、吸附和生物医药等领域。
本文将详细介绍介孔有机二氧化硅的制备方法、结构特点、应用领域和研究进展。
一、介孔有机二氧化硅的制备方法介孔有机二氧化硅的制备方法主要包括溶胶凝胶法、硬模板法、软模板法和微乳液法等。
其中,溶胶凝胶法是最常见的制备方法之一。
其制备步骤如下:1. 选择合适的硅源和有机硅源,如正硅酸乙酯(TEOS)和三甲基乙氧基硅烷(MTES)等。
2. 将硅源和有机硅源混合,并加入溶剂和催化剂,在搅拌条件下形成溶胶。
3. 将得到的溶胶加入模板剂,在适当的条件下进行充分混合和水解凝胶。
4. 将凝胶进行干燥和煅烧,去除模板剂得到介孔有机二氧化硅。
通过控制反应条件和模板剂的类型,可以调控介孔有机二氧化硅的孔径大小、孔道结构和有机功能团的分布等性质。
二、介孔有机二氧化硅的结构特点介孔有机二氧化硅具有独特的介孔结构和有机功能团的特点,其主要结构特点包括:1. 介孔结构:介孔有机二氧化硅具有较大的孔径范围(2-50 nm)和高度有序的孔道结构,表面积大、孔容大,适合吸附分子和催化反应。
2. 有机功能团:通过引入不同类型的有机功能团(如氨基、羟基、羧基等),可以调控介孔有机二氧化硅的表面性质和化学反应活性,拓展其应用领域。
3. 稳定性:介孔有机二氧化硅具有较好的热稳定性和化学稳定性,能够在高温和酸碱环境下保持稳定性。
通过调控介孔结构和有机功能团的种类和分布,可以实现对介孔有机二氧化硅性能的定制化设计,实现多种应用需求。
三、介孔有机二氧化硅的应用领域介孔有机二氧化硅具有丰富的应用潜力,在催化、吸附、分离、传感和生物医药等领域有着广泛的应用。
主要应用包括:1. 催化:介孔有机二氧化硅作为催化剂载体,在催化反应中起到支撑和传质的作用,提高催化剂的催化活性和选择性。
介孔 二氧化硅
介孔二氧化硅是一种具有独特孔道结构的新型材料,其孔径在2-50纳米之间,具有较高的比表面积和良好的吸附性能。
下面从制备方法、性质、应用和前景等方面进行介绍。
一、制备方法介孔二氧化硅的制备方法主要有两种:软模板法和硬模板法。
软模板法是利用表面活性剂作为模板,通过溶胶-凝胶法制备出介孔二氧化硅。
硬模板法则是利用具有介孔结构的硬模板(如分子筛)作为模板,通过浸渍、涂布等方法将硅源引入模板中,再经过热处理等步骤制备出介孔二氧化硅。
二、性质介孔二氧化硅具有较高的比表面积和良好的吸附性能,其孔道结构可以调控制备,孔径大小和分布可以通过合成条件进行调控。
此外,介孔二氧化硅还具有良好的热稳定性和化学稳定性,可以在多种环境下使用。
三、应用介孔二氧化硅在多个领域都有广泛的应用,如催化剂载体、吸附剂、药物载体等。
在催化剂领域,介孔二氧化硅可以作为载体材料,提高催化剂的活性和稳定性。
在吸附剂领域,介孔二氧化硅可以用于吸附气体和液体中的有害物质,如甲醛、重金属离子等。
在药物载体领域,介孔二氧化硅可以作为药物载体,通过控制药物释放速度和靶向作用,提高药物的治疗效果和降低副作用。
四、前景介孔二氧化硅作为一种新型材料,具有广泛的应用前景。
未来随着制备技术的不断提高和新材料的发展,介孔二氧化硅将会在更多领域得到应用。
例如,在能源领域,介孔二氧化硅可以作为电池的电极材料,提高电池的能量密度和充放电效率;在生物医学领域,介孔二氧化硅可以作为生物材料的表面涂层,提高材料的生物相容性和抗腐蚀性。
总之,介孔二氧化硅作为一种具有独特孔道结构的新型材料,具有广泛的应用前景。
未来随着制备技术的不断提高和新材料的发展,介孔二氧化硅将会在更多领域得到应用。
基于介孔二氧化硅的催化剂的合成与应用研究
基于介孔二氧化硅的催化剂的合成与应用研究介孔二氧化硅是一种多孔材料,具有高比表面积、均匀孔径、可调结构等优点,被广泛应用于催化剂领域。
本文将着重介绍基于介孔二氧化硅的催化剂的合成与应用研究。
一、介孔二氧化硅催化剂的合成1. 模板法模板法是一种较为常用的合成介孔二氧化硅催化剂的方法。
其基本原理是将孔道形成模板引进介孔二氧化硅中,并在高温下焙烧模板,得到孔道均匀、孔径可调的介孔二氧化硅催化剂。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法也是常用的一种合成介孔二氧化硅催化剂的方法。
其基本原理是将硅源和孔道形成剂在溶剂中混合,形成胶体状物质后,经过干燥、焙烧等处理,得到孔径均匀、孔道结构可控的介孔二氧化硅催化剂。
3. 气相法气相法是一种新兴的合成介孔二氧化硅催化剂的方法。
其基本原理是将气态硅源、助剂和孔型剂加热至高温,经过一定时间的反应后,生成固态介孔二氧化硅催化剂。
二、基于介孔二氧化硅的催化剂在有机合成中的应用1. 有机催化反应基于介孔二氧化硅的催化剂在有机催化反应中具有广泛应用,如通过改变催化剂中孔径大小、表面性质等,可以调控反应中间体的空间结构、亲核性和极性,实现对反应的催化增效。
2. 光催化反应基于介孔二氧化硅的催化剂还可以用于光催化反应中。
因为介孔二氧化硅具有高比表面积和可调孔径的特点,可以增强光子与催化剂相互作用的机率,提高反应速率和选择性。
同时,将金属氧化物纳入到介孔二氧化硅的孔道中,还可以增加催化剂光敏性和光电子传递速率,提高催化反应效率。
三、结语介孔二氧化硅是一种重要的多孔材料,在催化剂领域具有重要的应用价值。
通过模板法、溶胶-凝胶法和气相法等方式合成的介孔二氧化硅催化剂,具有均匀孔径、可控孔径大小和表面性质等优点,可广泛应用于有机催化反应、光催化反应、CO2催化转化等领域,为实现绿色化合成、提高催化效率等方面提供了新的技术支持。
介孔二氧化硅的制备工艺调研
介孔二氧化硅的制备工艺调研一、介孔二氧化硅的基本概括近年来,随着纳米技术的迅速发展,基于纳米制备技术发展的功能化纳米材料在新型药物载体以及药物剂型开发方面的应用也越来越广泛。
有序的介孔材料的合成早在1971年就已开始,日本的科学家们在1990年也开始了它的合成工作,只是在1992年Mboli公司的科学家Kresge和Beck等[1,2]提出了M41S系列介孔材料的报道才引起了人们的广泛关注,并被认为是有序介孔材料的真正开始。
介孔二氧化硅材料具有包裹量大、比表面积大(>900 m2/g)、内外表面易修饰、孔道有序、孔径可调(2-10 nm)、无毒、生物相容性好及热力学稳定性高等特点[3,4],已经成为一种理想的纳米容器储存及释放载体,被广泛用于新型药物载体的研究和开发等生物医学领域中。
在实际应用,如:吸附、分离与催化、光导纤维、色谱以及新型生物功能材料的开发等等,介孔材料的有效应用不仅与其内在的孔道结构相关,更与其宏观形态、微观形貌密切联系。
介孔材料中,二维六方相,直孔道是最为常见的,典型的代表有:MCM-41、SBA-3、SBA-15等。
MCM-41是第一个介孔材料的实例,其重要地位是可想而知的。
更由于其合成容易、结构简单易于进行化学改性,为制备具有特定性能的复合材料提供可能等,被广泛研究。
SBA-3是强酸体系中合成的第一个介孔材料,它突破了微孔材料和介孔材料从碱性体系中合成的传统,将介孔材料合成推向一般化,随之而产生的一般性合成途径(无机一有机相互作用方式),对整个介孔材料研究领域起到很大的推动作用。
SBA-15可以称之为后起之秀,虽然具有与MCM-41相似的结构,但其将孔径扩展至更大的范围,并且克服了MCM-41水热稳定性差、模板剂昂贵等缺点,为介孔材料的改性和应用提供了更广泛的空间,又因为SBA-15具有可控制量的微孔,使之具有一般材料所不能取代的地位,可谓是介孔材料合成的一个里程碑。
介孔二氧化硅材料的制备
介孔二氧化硅材料的制备介孔二氧化硅材料是一种具有特殊孔结构和多功能性能的纳米材料,具有广泛的应用前景。
本文将介绍介孔二氧化硅材料制备的几种主要方法。
一、模板法模板法是制备介孔二氧化硅材料的一种常用方法。
其基本原理是用介孔结构的模板作为模板,通过溶胶-凝胶法或溶剂挥发法沉积硅源形成介孔二氧化硅材料,最后去除模板获得介孔结构。
具体的制备步骤如下:1.选择合适的模板,如硅胶和有机高分子等。
2.将模板浸入硅源溶液中,使其吸附硅源。
3.将模板取出放置在空气中干燥或烘干。
4.将硅源溶液在模板表面形成凝胶。
5.将凝胶在高温下焙烧,以去除模板获得介孔二氧化硅材料。
采用模板法制备介孔二氧化硅材料的优点是可以控制孔径和孔分布等结构特征,但是模板的选择和去除会影响制备的效果和成本。
软模板法是一种利用有机高分子作为软模板,控制硅源形态和分子聚集行为,制备介孔二氧化硅材料的方法。
1.将有机高分子和硅源溶液混合,形成胶体混合物。
软模板法制备介孔二氧化硅材料的优点是可控性强,制备出的材料孔径大小均匀,但是材料中可能残留有机物,影响应用性能。
三、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将不溶于水的硅酸盐水解成水溶性硅化物,随后进行缓慢的水解、聚合和魔捏成凝胶的反应。
1.将硅酸盐和水混合形成水解产物。
2.将水解产物连续过滤形成凝胶。
3.将凝胶干燥和焙烧即可制备介孔二氧化硅材料。
溶胶-凝胶法制备介孔二氧化硅材料的优点是简单易行,成本低,但是孔径分布范围比较宽,难以控制。
四、溶液中自组装法溶液中自组装法是利用硅烷官能化化合物自聚组合成为介孔二氧化硅材料的方法。
1.将硅烷官能化化合物在有机溶剂中形成聚合物体。
2.将聚合物体在水相中进行混合和剪切,实现自组装形成介孔结构。
溶液中自组装法制备介孔二氧化硅材料的优点是简单易行,无须模板,可以实现孔径组分的均匀分布,但是需要采用对称性分子结构,否则不能形成有序排列的介孔结构。
总之,介孔二氧化硅材料的制备方法众多,各有优缺点,科学家们可以根据自身实验需要选择合适的方法进行制备,以获得适合具体应用的介孔二氧化硅材料。
介孔二氧化硅的制备工艺调研
介孔二氧化硅的制备工艺调研一、介孔二氧化硅的基本概括近年来,随着纳米技术的迅速发展,基于纳米制备技术发展的功能化纳米材料在新型药物载体以及药物剂型开发方面的应用也越来越广泛。
有序的介孔材料的合成早在1971年就已开始,日本的科学家们在1990年也开始了它的合成工作,只是在1992年Mboli公司的科学家Kresge和Beck等[1,2]提出了M41S系列介孔材料的报道才引起了人们的广泛关注,并被认为是有序介孔材料的真正开始。
介孔二氧化硅材料具有包裹量大、比表面积大(>900 m2/g)、内外表面易修饰、孔道有序、孔径可调(2-10 nm)、无毒、生物相容性好及热力学稳定性高等特点[3,4],已经成为一种理想的纳米容器储存及释放载体,被广泛用于新型药物载体的研究和开发等生物医学领域中。
在实际应用,如:吸附、分离与催化、光导纤维、色谱以及新型生物功能材料的开发等等,介孔材料的有效应用不仅与其内在的孔道结构相关,更与其宏观形态、微观形貌密切联系。
介孔材料中,二维六方相,直孔道是最为常见的,典型的代表有:MCM-41、SBA-3、SBA-15等。
MCM-41是第一个介孔材料的实例,其重要地位是可想而知的。
更由于其合成容易、结构简单易于进行化学改性,为制备具有特定性能的复合材料提供可能等,被广泛研究。
SBA-3是强酸体系中合成的第一个介孔材料,它突破了微孔材料和介孔材料从碱性体系中合成的传统,将介孔材料合成推向一般化,随之而产生的一般性合成途径(无机一有机相互作用方式),对整个介孔材料研究领域起到很大的推动作用。
SBA-15可以称之为后起之秀,虽然具有与MCM-41相似的结构,但其将孔径扩展至更大的范围,并且克服了MCM-41水热稳定性差、模板剂昂贵等缺点,为介孔材料的改性和应用提供了更广泛的空间,又因为SBA-15具有可控制量的微孔,使之具有一般材料所不能取代的地位,可谓是介孔材料合成的一个里程碑。
介孔二氧化硅材料的合成及应用研究
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介孔材料的制备及其在光催化中的应用研究
介孔材料的制备及其在光催化中的应用研究概述介孔材料是一种具有孔径在2-50纳米之间、具有高比表面积及相对较大孔体积的材料,具有广泛的应用前景,尤其是在光催化领域。
本文主要介绍介孔材料的制备方法以及在光催化中的应用研究。
制备方法目前,制备介孔材料的方法主要有以下几种:1. 基于硅酸盐的模板法该方法利用硅酸盐作为模板,在介孔材料的合成过程中,硅酸盐可以被溶解或者在高温煅烧后被去除,形成介孔结构。
硅酸盐可以是有机的,也可以是无机的。
该方法的优点是制备过程简单,但是硅酸盐的去除比较麻烦。
2. 水热法该法以水为反应介质,以化学物质和水的反应为主要原理进行制备。
通过调节pH值、温度、反应时间以及反应物种类和浓度等条件来制备不同孔径和孔道形状的介孔材料。
3. 气相法该法基于气固相界面反应,在使用气态前体在高温条件下反应的过程中,生成介孔材料。
相比于液相法,该方法具有单一材料来源、制备过程无需添加表面活性剂、产物无需溶解等优点。
应用研究介孔材料在光催化应用中的主要作用是提高催化反应的速度和选择性,因为介孔材料的高比表面积和相对较大孔体积,可以大大增强催化剂与反应物之间的接触,提高其反应活性。
以下介绍几个典型的应用研究案例:1. 光催化降解研究表明,以TiO2为光催化剂,在介孔材料Fe-SBA-15的支撑下能够有效地降解水中的苯酚。
研究人员发现,在不同光照强度下,催化反应速率与苯酚的初始浓度和材料的Fe含量有关。
2. 光催化氧化通过沉积体系将Cu担载在丝光二氧化硅纳米棒上制备的Cu@SiO2纳米棒,为一种引人注目的多功能光催化剂。
研究表明,Cu@SiO2纳米棒在高度选择性氧化反应、C-H键交叉偶联反应和芳基硫基化反应中显示出高催化活性和选择性。
3. 光催化水分解介孔纳米结构的La-doped ZnO催化剂在水分裂反应中表现出较高的光催化水分解活性。
实验结果表明,La的加入显著提高了光催化剂对光驱动水分解的稳定性和催化性能,这得益于La对ZnO 表面电子结构的调控。
介孔二氧化硅纳米颗粒的制备
介孔二氧化硅纳米颗粒的制备介孔二氧化硅纳米颗粒的制备是一种具有重要应用价值的研究领域,目前在化学、生物、医学等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍介孔二氧化硅纳米颗粒的制备流程、影响因素以及相关研究进展。
1. 制备流程介孔二氧化硅纳米颗粒的制备主要分为三个步骤:(1)硅源溶液的制备。
一般来说,硅源溶液采用硅酸盐或硅烷等无机硅化合物。
硅源在溶液中形成游离的硅酸离子或硅烷,通过加热或加入碱等方法使其聚合,生成大分子结构。
(2)模板剂的加入。
介孔二氧化硅纳米颗粒的制备中,通常需要加入一定比例的模板剂。
模板剂的种类和含量对制备出的介孔二氧化硅的孔径大小和形状有着重要的影响。
(3)水热反应制备介孔二氧化硅。
硅源溶液和模板剂混合均匀后,在需要的温度条件下进行水热反应。
反应后,通过离子交换、洗涤和烘干等工艺制备出介孔二氧化硅纳米颗粒。
2. 影响因素介孔二氧化硅纳米颗粒的制备过程受到许多因素的影响,主要有硅源种类、模板剂种类、反应温度等因素。
(1)硅源种类。
硅源种类的不同对于制备出的介孔二氧化硅的孔径大小和结构都有着明显的影响。
例如,采用硅酸盐作为硅源,所制得的介孔二氧化硅的孔径较小,常常处于几乎单分散的状态。
(2)模板剂种类。
模板剂在介孔二氧化硅的制备过程中起到模板作用,其种类和含量的不同也会大大影响介孔二氧化硅的孔径大小、分布和形状等。
(3)反应温度。
反应温度的升高会导致介孔二氧化硅孔径的增大,同时也会使介孔二氧化硅纳米颗粒的晶体度提高。
3. 研究进展介孔二氧化硅纳米颗粒在多个领域中都有着广泛的应用。
例如,在医学中,其具有对癌细胞的定向促进和免疫调节等功能,可用于药物传输和治疗诊断等方面。
此外,引入其他元素,例如金属和碳等,也可以为介孔二氧化硅纳米颗粒带来更多的应用价值,如催化、分离和敏感性检测等。
总而言之,介孔二氧化硅纳米颗粒的制备及其应用已成为现代化学的重要研究领域,相信在未来的研究中,其应用价值和实际应用将会不断增加。
三维有序大孔-介孔二氧化硅的可控制备及表征
三维有序大孔-介孔二氧化硅的可控制备及表征王有和;寇龙;孙洪满;历阳;邢伟;阎子峰【摘要】以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶晶为大孔模板、嵌段共聚物P123为介孔模板,利用双模板剂法进行了三维有序大孔-介孔二氧化硅材料的制备研究.采用SEM、TEM、低角XRD以及N2吸脱附技术对样品进行了表征.结果表明,通过简单的调控PMMA胶晶模板的组装过程,就可以调变合成材料中的大孔结构,从而轻松地实现可控的制备出具有网状或者层状结构的三维有序大孔-介孔二氧化硅材料,并提出了其可能的形成机理.此外,所制备的三维有序大孔-介孔二氧化硅样品均具有较大的BET比表面积(>550 m2· g-1),大孔孔径200 nm左右,介孔孔径分布集中于3.5 nm左右.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2015(031)005【总页数】7页(P947-953)【关键词】层状;双模板剂;有序大孔-介孔结构;二氧化硅【作者】王有和;寇龙;孙洪满;历阳;邢伟;阎子峰【作者单位】中国石油大学(华东)理学院,青岛 266580;中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,青岛 266580;中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,青岛266580;中国石油大学(华东)理学院,青岛 266580;中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,青岛 266580;中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,青岛266580;中国石油大学(华东)理学院,青岛 266580;中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,青岛 266580;中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,青岛266580【正文语种】中文【中图分类】O611.4当前多孔材料一直是全世界科研工作者关注和研究的重点,根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义,多孔材料按其孔径大小可分为微孔(<2 nm)、介孔(2~50 nm)和大孔(>50 nm)材料3类。
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L I U L o n g j i a n g ,HUANG Y a o ,T ANG F a n g , CHE N Xi a o c h u n
( Ke y La b o rபைடு நூலகம்a t o r y f o r S p e c i a l En e r g y a n d Fu n c t i o n Ma t e r i a l s ,Co l l e g e o f Yu n n a n,S c h o o l o f Ch e mi c a l En g i n e e r i n g, Yu n n a n Op e n Un i v e r s i t y,Ku n mi n g 6 5 0 5 0 0 ) Ab s t r a c t S i l i c a wa s s y n t h e s i z e d u n d e r a l k a l i n e c o n d i t i o n b y a d o p t i n g a s i mp l e a n d g e n e r i c a p p r o a c h,h y d r o —
摘要 以正硅 酸 乙酯为硅 源, 氯化一 1 一 十六烷基一 3 一 甲基咪 唑为模 板 , 通过 水热合成 法 , 在 碱性条 件下制备 出二
氧化硅试样 。采 用 X】 、 FF - I R和 T G对样品进行表征 , 测试结果表 明合成的试样具有立方长程有序结构 。同时, 将 该样品进行苯酚吸 附实验 , 采用 高效液相 色谱进行分析测试 , 实验结果表 明立方介孔二氧化硅具有较好 的吸 附性 能。
t h e r ma l s y n t h e s i s me t h o d。u s i n g 1 一 h e x a d e c y l - 3 一 me t h y l - mi d a z o l i u m c h l o r i d e a s a t e mp l a t e a n d t e t r a e t h y l o r t h o s i l i c a t e a s p r e c u r s o r s . Th e p r e p a r e d s a mp l e s we r e c h a r a c t e r i z e d f o r t h e mi c r o s t r u c t u r e a n a l y s i s b y X- r a y p o wd e r d i f f r a c t i o n
立 方介孔 相二 氧化硅 的制备及 吸 附苯 酚 的研 究/ 刘龙 江等
・ 1 2 l ・
立 方介 孔 相 二氧 化硅 的 制备 及 吸 附苯 酚 的研 究
刘龙 江, 黄 遥, 唐 芳, 陈晓春
( 云南开放大学化学工程学 院 , 云南高等学校特种能源 和功 能材料重 点实验室 , 昆明 6 5 0 5 0 0 )
r a n g e me s o s t r u c t u r e wi t h c u b i c p h a s e s c a n b e o b t a i n e d b y h y d r o t h e r ma l s y n t h e s i s me t h o d .Th e a d s o r p t i o n e x p e r i me n t s o f p h e n o 1 we r e a l s o t e s t e d b y h i g h p e r f o r ma n c e l i q u i d c h r o ma t o g r a p h y t e c h n i q u e . Th e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e a d — s o r p t i o n c a p a c i t y o f t h e p h e n o l b y t h e c u b i c me s o p o r o u s s i l i c a ma t e r i a l s ,i t p o s s e s s e d g o o d - we l l a d s o r p t i o n c a p a c i t y . Ke y wo r d s c u b i c me s o p h a s e ,s i l i c a ,a d s o r p t i o n
关 键 词 立方介孔相 二 氧化 硅 吸附
中图分类号 : O6 1 3 . 7 2 ; O6 1 3 . 3
文献标识码 : A
Pr e p a r a t i o n o f Cu b i c Me s o p o r o u s S i l i c a a n d S t u d y o n Ad s o r p t i o n o f Ph e n o l
( XRD)。F o u r i e r t r a n s f o r l T l i n f r a r e d( F T- I R)a n d Th e r mo g r a v i me t r y( TG) .Th e r e s u l t s s h o we d t h a t t h e o r d e r e d l o n g -