介孔二氧化硅制备和pH响应型纳米容器应用综合研究型实验

设计了介孔二氧化硅的制备、表征及pH响应型纳米容器应用综合研究型实验。该实验包括溶胶-凝胶法制备二氧化硅、表面形貌和介孔结构分析、pH响应性能测量等实验内容,形象展示了二氧化硅生长、独特结构和优异响应性能之间的内在联系,让学生对多孔材料特征有整体的认识。该实验选题新颖,实验内容涵盖材料学、化学、纳米容器等知识点。教学实践表明,该综合研究实验全面培养了学生的综合素质和创新能力。     

一步法合成介孔碳材料实验探讨

采用廉价的环境友好的工业化生产的阳离子烷基糖苷作为模板剂,在弱碱性条件下水解正硅酸乙酯得到二氧化硅/模板剂的复合材料,利用烷基糖苷表面活性剂的高含碳量,通过原位催化碳化二氧化硅/模板剂的复合材料,在去除二氧化硅无机孔壁后得到一种具有狭窄孔径分布的介孔碳材料。实验结果表明,制备介孔碳材料的最佳反应条件为:二氧化硅/模板剂复合材料、浓硫酸、水的质量比为1∶0.07∶5,氮气保护800℃焙烧2h。该合成方法简单,易操作,合成成本低,所合成的介孔碳材料具有蠕虫状结构并对有机染料碱性品红具有较好的吸附性能。     

PCN高热稳定性介孔金属-有机骨架材料的合成

应用预先合成的[Fe3O(OOCCH3)6]作为基础原料合成了几种金属卟啉介孔金属-有机骨架材料,这类材料定义为PCN-600(M)(M=Cu,Fe,Co),具有介孔孔径尺寸,并且具有较大的孔容量.这几种材料中,PCN-600(Fe)在氧化反应中具有优秀的催化效果.     

表面活性剂种类对介孔氧化硅形貌影响的实验探究

以聚乙二醇、乙氧基烷基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物为例,在这些非离子表面活性剂与CTAB的复配体系中制备得到了不同形貌的介孔氧化硅,考察了反应体系中各种物质浓度的影响;基于研究结果阐明了介孔氧化硅的形貌调控机理。对介孔氧化硅的制备和应用具有重要的参考价值。     

介孔炭材料的孔径控制及其对染料的吸附性能研究

介孔炭是吸附材料中孔利用率较高的一种材料,其结构不同对污染物的吸附能力也不相同.该文通过改变模板剂与碳源质量比的方法制备出不同孔径分布的介孔炭材料,从而实现污染物的高效去除.同时研究了合成材料对罗丹明B、亚甲基蓝和活性艳红等目标污染物的染料溶液的吸附性能.实验采用挥发自组装的方法合成介孔炭材料,采用扫描电子显微镜以及氮气吸—脱附实验对介孔材料进行了分析,并通过控制溶液的p H、温度以及反应时间研究合成介孔炭材料对目标污染物的吸附影响.结果表明,介孔炭材料具有有序介孔结构,孔径在1.286~3.008 nm范围内可调控,并且孔径分布最均匀的介孔炭对不同的染料的饱和吸附量在15.55~24.83 mg/g之间变化,不同孔径分布的介孔炭对相同的染料的饱和吸附量在8.75~24.83 mg/g之间变化,合成材料表现出了较好的选择吸附能力.     

S掺杂多孔炭材料的合成及其在超级电容器中的应用

开发了一种选择性去除原位产物,在造孔同时利用反应物中的杂原子实现对碳掺杂的方法,制备了S掺杂多孔炭材料.该材料具有粒子尺寸小、介孔/大孔比例合适、导电性和表面极性大、法拉第反应活性位点多等特点,因此具备在0.5 A·g~(-1)电流密度下具有443 F·g~(-1)高的比容量,以及在20 A·g~(-1)电流密度下和比容量为284 F·g~(-1)时的良好倍率性能.     

介孔二氧化硅合成方法的研究进展

有序介孔结构的二氧化硅纳米材料已发展成为纳米科学与技术的热点领域,本文详细归纳了该类型材料的合成方法,并对每类合成方法的应用背景及材料特色做了初步介绍.     

Al-TiO_2介孔材料对溴甲酚绿可见光降解的动力学

用固相反应法制得的铝掺杂二氧化钛（Al-TiO2）介孔材料研究了该材料在可见光下对溴甲酚绿的光降解性能及作用因素对降解动力学的影响,探讨了可见光催化的作用机制.结果表明,锐钛矿型的Al-TiO2介孔材料与P25-TiO2粉体对溴甲酚绿溶液的可见光降解行为均遵循准一级反应动力学规律.在298K,pH=6.4、催化剂的用量为1g/L、溴甲酚绿的初始浓度为0.03582mmol/L时,Al-TiO2介孔材料的反应速率常数是P25-TiO2粉体5.2倍;当催化剂的用量为4g/L时,能获得最大的反应速率常数0.09677min-1;溴甲酚绿的初始浓度越低,反应速率常数越大,降解越彻底;温度每升高3℃,Al-TiO2介孔材料的可见光降解反应速率常数依次提高1倍,高于P25-TiO2粉体的增大倍数;在298～304K范围内,Al-TiO2介孔材料对溴甲酚绿可见光降解以空穴氧化为主,其表观活化能比P25-TiO2粉体降低23.7%.     

MCM-41和HMS孔内组装[Eu(bpy)2]3+及其光致发光性质

采用浸渍的方法在MCM-41和HMS介孔材料孔内组装[Eu(bpy)2]3 (bpy:2,2-联吡啶).所得介孔复合材料经XRD、ICP等离子发射光谱、IR、N2吸附实验及光致发光谱进行了表征.实验结果表明:与介孔材料母体相比,组装稀土配合物后的介孔复合材料的BET比表面积、孔径和孔容均有所下降;组装稀土配合物的介孔复合材料在氙光源激发下,均发射出特征的Eu3 光致发光谱;与组装稀土配合物的HMS介孔复合材料相比,组装后的MCM-41介孔复合材料具有较高的光致发光效率.MCM-41介孔材料是一种比HMS合适的载体,有助于增强介孔材料孔内组装稀土配合物的光致发光效率.     

Bio-MOFs介孔金属-有机骨架材料的合成

采用配体逐步替换策略合成一系列介孔金属-有机骨架材料bio-MOFs.这一系列新型MOFs材料,呈现永久的介孔结构,并且孔径的尺寸约在2.1-2.9nm范围,比表面积约为2 500-4 500m2/g.     

有序介孔材料的合成

赵东元教授介孔材料具有高度有序的纳米孔道、超高的表面积和丰富迷人的介观结构,在多相催化、吸附分离、传感器、光电磁微器件、纳米器件等高新技术领域具有广阔的应用前景,受到了人们的广泛重视。介孔材料科学已经成为国际上跨化学、物理、材料等多学科的热点前沿领域之一。复旦大学赵东元教授课题组在有序介孔材料的合成和结构研究领域取得了丰硕的成果。他们合成了一系列以复旦大学命名(FDU系列)的新型介孔分子筛材料,被很多国际同行使用和研究。他们提出了普适的“酸碱对”路线,按无机物的酸碱性(pKa)大小进行反应配对,控制金属离子…     

介孔材料的合成、特性和应用前景

介绍了介孔材料的合成、特性和应用前景．并把沸石类介孔材料与柱撑介孔材料的特性等进行比较。     

不同尺寸和表面修饰的介孔硅纳米颗粒负载三氯氟氰菊酯对玉米螟幼虫的杀虫机理（英文）

目的：纳米缓释农药在可持续农业发展中应用前景广阔,了解载体性质对纳米缓释农药杀虫效果的影响,可为纳米缓释农药的合理设计及其生物毒性评估等提供科技支持。本文旨在探讨不同尺寸和表面修饰的介孔硅纳米颗粒负载三氯氟氰菊酯对玉米螟（Guenée）幼虫的杀虫机理。创新点：1.探明了介孔硅纳米颗粒性质（粒径大小、表面电荷和疏水性）对负载三氯氟氰菊酯后杀虫效果的影响;2.解析了不同性质介孔硅纳米颗粒负载三氯氟氰菊酯后的杀虫机制。方法：1.在光照和黑暗条件下,系统比较不同性质介孔硅纳米颗粒负载三氯氟氰菊酯后对玉米螟幼虫致死率的影响;2.通过分析玉米螟幼虫氧化应激系统及相关酶活性的变化,探讨不同性质介孔硅纳米颗粒负载三氯氟氰菊酯后的杀虫机制。结论：1.介孔硅纳米颗粒作为载体可以显著提高三氯氟氰菊酯在光照条件下的杀虫效果（1.5～3.6倍）;2.介孔硅纳米颗粒大小对负载三氯氟氰菊酯后杀虫效果无显著影响,而表面改性会降低杀虫效果;3.不同性质的介孔硅纳米颗粒负载三氯氟氰菊酯后会抑制玉米螟幼虫中抗氧化酶活性,而对Na+/K+-ATP酶活性无显著影响;4.介孔硅纳米颗粒作为载体可以增加三氯氟氰菊酯与玉米螟幼虫的接...     

蠕虫状有序介孔二氧化硅合成实验的探讨

采用廉价的环境友好的工业化生产的阳离子烷基糖苷作为模板剂,在pH 9的弱碱性条件下水解正硅酸乙酯得到了蠕虫状有序的介孔二氧化硅材料。实验结果表明,最佳反应条件为:反应温度21℃,各反应物的质量比CAPG∶水∶氨水∶TEOS=0.9∶20.0∶1.1∶2.0。所得到的二氧化硅材料具有规则的蠕虫状结构,有较好的水热及热稳定性,经550℃焙烧4 h和100℃水热处理54 h后,蠕虫状孔道结构仍保持良好,表明其可作为一种良好的催化剂载体。此方法所选用的导向剂具有绿色、天然、低毒、低刺激等优点,符合绿色化学的发展趋势,并有利于将其向工业化生产推进。     

非硅基介孔材料的合成与应用研究进展

介绍了非硅基介孔材料的类型、特性;非硅基介孔材料的合成方法与机理,包括各种类型的模板剂与前趋体相互作用的机制;对非硅基介孔材料在化学催化、光催化与光电极和锂电池电极等方面的应用进行了综述．     

温度对磷酸钛介孔材料的制备及电化学性能的影响

采用溶胶凝胶模板结合煅烧的方法,合成得到磷酸钛介孔材料,研究了煅烧温度对磷酸钛介孔材料的介孔结构及其电化学性能的影响;分别采用了X-射线粉末晶体衍射技术(XRD)、低温N2吸脱附技术、高分辨透射电子显微技术(HRTEM)及元素分析等方法对样品进行了表征. 实验结果表明,高温煅烧对材料的介孔结构不利,并使材料晶体化;充放电测试结果表明,在500℃下煅烧得到的材料表现出较好的电化学性能,在150mA/g下充放电,材料首次放电容量高达94mAh/g,而650℃时的材料只有64mAh/g.     

Pt-竹叶基多孔碳催化剂在甲醇氧化中的应用

以废弃竹叶为碳源制备了竹叶基碳材料(BBC),进一步用氟化氢溶液去除BBC中的二氧化硅后获得了多级孔碳材料(HPC)。通过BET、SEM、TEM和XPS等测试手段对样品进行了结构表征,表明HPC具有较高的比表面积和介孔微孔复合的多级孔道结构。以BBC和HPC为载体,制备了铂基碳催化剂Pt/BBC和Pt/HPC,通过电化学方法研究了其对甲醇氧化反应的催化活性和稳定性。结果表明,Pt/HPC催化剂具有较大的电化学活性面积,催化氧化甲醇的电流密度达到492.44A/g,是Pt/BBC催化剂的1.4倍,商业化Pt/XC-72催化剂的3.3倍。     

二氧化硅增强石英纤维复合材料高温电性能温度特性

运用静电学理论,建立计算二氧化硅增强石英纤维复合材料介电参数的经验模型,实现材料高温介电性能的温度特性模拟,并对材料介电性能的变化规律作出预测.模拟结果与实际结果基本相符,为材料改性提供依据.     

介孔固载强酸催化剂的催化酯化性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用水热法合成了具有高比表面积和介孔的MCM-41材料。研究了把稀土硫酸盐固载于该材料上作为酯催化剂催化合成三醋酸甘油酯。考察了醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间、带水剂甲苯的用量对反应的影响,并优化了反应条件。研究结果表明,介孔固载强酸催化剂对合成三醋酸甘油酯具有优良的催化活性,在优化条件下,酯的产率高达87.7%。     

一个电化学法制备纳米银的高中化学实验

纳米材料指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的固态材料,其晶粒或颗粒尺寸在1～100nm范围。银的纳米级颗粒具有独特的理化性质和很高的比表面积、表面活性,可用作催化材料、防静电材料、抗菌材料和生物传感器材料[1,2]等,是一种新兴的功能材料。一、纳米银的不同形貌在实际应用中,不同行业对纳米银的特性有着不同的需求,而纳米银的特性主要由它的结构、形貌、尺寸