高分散AlMCM-41纳米硅铝介孔分子筛的制备

以正硅酸乙脂（TEOS）为硅源,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂,添加聚乙二醇（PEG）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为分散剂,合成了A1MCM-41纳米硅铝介孔分子筛,运用XRD、N2吸脱附、TEM对所得样品进行表征,结果表明,添7DPEG和PVP均能显著改善A1M—CM-41纳米硅铝介孔分子筛的分散性,但是PVP的分散效果明显好于PEG,这是因为,PVP链上吡咯基中电负性的氧原子与分子筛颗粒表面的羟基形成氢键,更易吸附在颗粒的表面,提高颗粒的分散性。     

单分散纳米介孔二氧化硅的制备

在温和碱性条件下,以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,三嵌段共聚物F127为助剂,制备出粒径为60～80 nm的单分散纳米介孔二氧化硅MCM-41.研究了F127的用量对介孔结构和纳米粒子分散性的影响.结果表明,适量的非离子表面活性剂F127具有助模板剂的作用,可以有效地提高纳米介孔粉体的有序性;过量的F127阻碍六方介孔相的形成,降低样品的有序性.F127与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比在0.04～0.08范围内,可以得到有序性好、孔径均一和孔隙率大的单分散纳米介孔二氧化硅MCM-41.     

不同结构的颗粒填充对环氧树脂纳米复合材料性能的影响

通过溶液共混法制备了环氧树脂/纳米介孔MCM-41和环氧树脂/纳米SiO2复合材料,研究了结构不同的填充颗粒、不同的填充颗粒含量及其复合材料的分散性与力学性能.结果表明,由于这种具有双重纳米结构(纳米级颗粒尺寸和纳米级的介孔结构)的介孔分子筛MCM-41能与基体形成新型网络复合结构,因此在纳米介孔MCM-41的含量适当(小于10%,质量分数,下同)时,纳米介孔MCM-41能均匀地分散在环氧树脂基体中,有效地提高复合材料的拉伸强度.而含量较高(不低于5%)的实心纳米SiO2将在环氧树脂基体中产生大量团聚体,使复合材料的拉伸强度降低.     

MCM-41介孔分子筛和纳米TiO2/MCM-41的合成与结构表征

以工业水玻璃为硅源,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为结构模板剂,利用室温晶化法合成出MCM-41介孔分子筛,并以钛酸丁酯为前驱体,通过溶胶凝胶法及液相沉积法对介孔分子筛MCM-41进行纳米TiO2的组装。运用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附等表征手段对其结构特征和氧化钛分散状态进行了研究,结果表明：TiO2与MCM-41端基硅氧键反应形成Ti-O-Si键;纳米TiO2不仅进入孔道,较均匀地修饰了介孔分子筛MCM-41的孔壁,而且使介孔分子筛MCM-41仍保持有序的孔道结构。     

单分散短棒状介孔二氧化硅的制备

在温和碱性条件下,以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,平平加Os-25为助剂,制备出轴向尺寸为200nm左右,径向尺寸在60-80nm范围内的单分散短棒状纳米介孔二氧化硅MCM-41．研究了CTAB用量、平平加Os-25的用量、反应时间等因素对介孔形貌和纳米粒子分散性的影响．结果表明,适量的非离子表面活性剂平平加Os-25具有助模板剂的作用,可以有效地提高纳米介孔粉体的有序性．平平加Os-25与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比在0．02-0．06范围内,可以得到有序性好、分散性好的短棒状介孔二氧化硅MCM-41．     

硅烷修饰对环氧树脂/纳米介孔MCM-41复合材料性能的影响

用偶联剂将纳米介孔MCM-41粉体修饰后与环氧树脂溶液共混,制备出环氧树脂/MCM-41纳米复合材料.研究了偶联剂的含量和不同溶剂的修饰对纳米介孔MCM-41粉体分散性和复合材料力学性能的影响.结果表明,加入适量的偶联剂和在极性较小的介质中修饰,可制备出单分散的纳米介孔MCM-41颗粒增强的新型网络复合材料.偶联剂中的有机基团-(CH2)3-NH2不仅进入孔道、修饰了MCM-41的孔壁,而且使介孔分子筛保持了有序的孔道结构.环氧树脂高分子链与偶联修饰后的MCM-41颗粒的内、外表面以强烈的化学键结合,使MCM-41颗粒均匀分散在聚合物基体中,提高了材料的力学性能,其拉伸强度比基体树脂提高了69%,杨氏模量提高了90%.     

MCM-41 填加量与偶联修饰对复合材料拉伸性能的影响

通过溶液共混法制备出MCM-41/ 环氧树脂、偶联修饰MCM-41/ 环氧树脂纳米复合材料。研究了填充MCM-41 介孔分子筛颗粒的偶联修饰以及不同的填充颗粒含量对分散性和复合材料拉伸性能的影响。结果表明: 在MCM-41/ 环氧树脂纳米复合材料中, MCM-41 仍保持着长程有序的孔道结构。修饰后的MCM-41 变成亲油性, 有利于增强颗粒与环氧树脂间的界面结合和纳米网络结构的形成, 使MCM-41 颗粒更能均匀分散在聚合物基体中, 提高复合材料的拉伸性能。修饰后的MCM-41 填加量为2.5 %(质量分数) 时, 拉伸强度达到最大值,比基体树脂提高99.2 % , 杨氏模量提高了110 %。      

纳米分子筛MCM-41颗粒大小的控制

采用为硅源,表面活性剂十六烷基三甲基溴化氨为结构导向剂,用室温合成方法在碱性介质中合成MCM-41中孔分子筛,基于硅酸盐的水解-缩聚机理讨论了用调节PH值、控制搅拌速率的方法来控制分子筛颗粒的大小.     

常压水热法制备纳米钛酸钡粉体的分散性研究

系统地研究了以廉价的偏钛酸为原料,常压水热法一步合成纳米钛酸钡粉体的分散性问题.通过考察PEG加入方式和加入量,得出了钛酸钡粉体的改性方法.采用PEG分散偏钛酸,保证PEG与偏钛酸摩尔比0.02∶1的条件下制备出分散性良好的钛酸钡粉体.经IR分析表明PEG在偏钛酸颗粒表面产生吸附;TEM分析表明改性后的偏钛酸粉体为分散的球形,钛酸钡粉体为方形,无明显团聚.热分析表明PEG在400℃挥发完全,对粉体的进一步加工不会造成影响.     

准单分散球形二氧化钛颗粒的可控制备研究

采用表面活性剂辅助的溶胶-凝胶法制备了粒径在200～900nm之间可调控的球形TiO₂颗粒. 基于SEM、TEM、XRD、氮气吸附-脱附等分析手段, 系统研究了不同种类和链长的非离子表面活性剂ODA、Span-80、F-127、PEG系列对颗粒粒径和分散性的影响, 结果表明TiO₂颗粒的形貌、粒径及尺寸分布与所加入表面活性剂分子的空间位阻有关. 对于同一种类型的表面活性剂, 所加入分子的空间位阻越大得到颗粒的形貌越规则、颗粒的粒径越小、单分散性越好. BET分析表明, 加入F-127及PEG-20000所得到的TiO₂颗粒经500℃处理后具有介孔结构, 平均孔径分别为3.4和2.6nm.     

室温下介孔分子筛MCM-41的合成与表征

在室温下 ,以十六烷基三甲基溴化铵 (CTABr)为模板剂 ,正硅酸乙酯和水玻璃为硅源 ,通过水热法分别合成出了性能优良的介孔分子筛MCM 4 1,并采用XRD、N2 吸附脱附、FTIR、SEM、热重等手段对合成的样品进行了分析表征。其结果表明 ,合成的固体产物具有MCM 4 1特有的六方排列的孔道结构 ,并且具有较高的有序度、比表面积、孔容和热稳定性     

MoO3在介孔分子筛MCM-41上分散和存在状态的研究

在773K加热MoO3和MCM－41的机械混合物，可以实现MoO3分散在介孔分子筛MCM－41表面，用透射电镜和选区电子衍射，配合XRD和液氮温度下氮吸附－脱附曲线和BJH孔径分布，研究了活性组分MoO3在有序介 材料MCM－41上的存在状态，以及MoO3分散到MCM－41表面后MCM－41的结构变化情况。结果表明：当MoO3的含量小于单层分散阈值，加热后MoO3的XRD衍射峰彻底消失，用HRTEM观察不到分散在MCM－41表面或孔道中的MoO3颗粒，而EDS能谱证明在MCM－41的孔道中有呈分散态的MoO3存在。MoO3的含量大于单层分散阈值，通过加热不能使MoO3完全分散在MCM－41表面，而且XRD、HRTEM、氮吸附－脱附等温线和孔径分布都表明由于MoO3的分散量较大，载体MCM－41的有序介孔结构遭到破坏。     

杂原子MCM-41分子筛的合成和催化性能

采用水热合成法合成了金属原子(Zn,Ni,Fe,Al,Cu,Ce)掺杂的MCM-41介孔分子筛(简称T-MCM-41),并将其应用于邻苯二甲酸二(2-乙基已)酯(DOP)的合成反应,研究了不同原子的掺杂对T-McM-41的结构,比表面积和孔径、酸性及催化性能的影响.结果表明,所制备的T-McM-41仍然具有六方有序排列结构,比表匝f积较高(550-900 m2/g)、孔径大(3 nm左右),杂原子的引入使T-MCM-41产生了酸中心,从而使其对DOP的合成具有很好的催化活性和选择性.用T-MCM-41(T=Zn,Fe,Al,Cu)催化DOP的合成反应,在5 h的反应时间内苯酐的转化率可以达到95.5%以上,DOP的选择性可达到96.5%以上.T-MCM-41催化剂具有很好的稳定性,Al-MCM-41在重复使用5次后仍具有较好的催化活性.     

MoO3在介孔分子筛MCM-41上分散和存在状态的研究

在773K加热MoO₃和MCM-41的机械混合物,可以实现 MoO₃分散在介孔分子筛MCM-41表面,用透射电镜和选区电子衍射,配合XRD和液氮温度下氮吸附-脱附曲线和BJH孔径分布,研究了活性组分MoO₃在有序介孔材料MCM-41上的存在状态,以及MoO₃分散到MCM-41表面后MCM-41的结构变化情况.结果表明:当MoO₃的含量小于单层分散阈值,加热后MoO₃的XRD衍射峰彻底消失;用HRTEM观察不到分散在MCM-41表面或孔道中的MoO₃颗粒,而EDS能谱证明在MCM-41的孔道中有呈分散态的MoO₃存在.MoO₃的含量大于单层分散阈值,通过加热不能使MoO₃完全分散在MCM-41表面,而且XRD、HRTEM、氮吸附-脱附等温线和孔径分布都表明由于MoO₃的分散量较大,载体MCM-41的有序介孔结构遭到破坏.     

Characterization of Zr-based MCM-41 mesoporous molecular sieves obtained by microwave irradiation or hydrothermal method

Zr-based MCM-41 mesoporous molecular sieves (ZrMCM-41) were successfully synthesized by microwave irradiation method and hydrothermal method, respectively. The obtained samples were characterized by XRD, TEM, FT-IR and N₂ physical adsorption. The results show that the samples synthesized by the two different methods both possess typical hexagonal mesoporous structure of MCM-41 and high specific surface areas (over 800 m²/g). After calcination at 750°C for 3 h or hydrothermal treatment at 100°C for 6 days, the mesoporous structure of the samples still retained, however, the mesoporous ordering is poor. Under the comparable conditions, the reaction time required in the synthesis of ZrMCM-41 by microwave irradiation method was greatly reduced, and microwave irradiation method is eco-friendly and is easy to operate.     

杂多酸固载催化剂的合成及窄分子量纤维素制备的研究

通过水热合成法制备MCM-41型介孔分子筛,采用浸渍法负载磷钨酸于MCM-41介孔分子筛中,煅烧得到新型HPW/MCM-41固载催化剂。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)和扫描电镜(SEM)对固载催化剂进行表征;考察催化剂对棉纤维催化降解反应的性能。结果表明,新型HPW/MCM-41固载催化剂即持有了磷钨酸的Keggin结构,同时又保持了分子筛的完整介孔结构,具有催化、筛分双重性能。棉纤维催化降解反应数据显示,磷钨酸负载量、反应温度、催化剂用量、液固比及停留时间均影响HPW/MCM-41降解纤维素的性能。在单因素实验最佳反应条件下,棉纤维素降解产物的分子量分布较为均匀,降解产物的产率较优。     

资源化利用铁尾矿制备全硅介孔分子筛MCM-41

以鞍山铁尾矿为硅源,CTAB为模板剂,采用水热合成法合成出全硅介孔分子筛MCM-41。采用X射线衍射分析研究了pH值、CTAB与SiO2配比、晶化温度和晶化时间对MCM-41结构的影响,结果表明MCM-41的合成条件为n（CTAB）/n（SiO2）=0.05～0.60,pH值=8～11,晶化时间〉24h,晶化温度60～100℃。TEM可观察到样品具有典型的按六方对称性排列的孔道结构,孔径在2～4nm变化。FT-IR证明了分子筛具有硅氧四面体骨架。     

The investigation of MCM-48-type and MCM-41-type mesoporous silica as oral solid dispersion carriers for water insoluble cilostazol

Objective: To explore the suitable application of MCM-41 (Mobil Composition of Matter number forty-one)-type and MCM-48-type mesoporous silica in the oral water insoluble drug delivery system.

Methods: Cilostazol (CLT) as a model drug was loaded into synthesized MCM-48 (Mobil Composition of Matter number forty-eight) and commercial MCM-41 by three common methods. The obtained MCM-41, MCM-48 and CLT-loaded samples were characterized by means of nitrogen adsorption, thermogravimetric analysis, ultraviolet-visible spectrophotometry, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, differential scanning calorimetry and powder X-ray diffractometer.

Results: It was found that solvent evaporation method was preferred according to the drug loading efficiency and the maximum percent cumulative drug dissolution. MCM-48 with 3D cubic pore structure and MCM-41 with 2D long tubular structure are nearly spherical particles in 300–500?nm. Nevertheless, the silica carriers with similar large specific surface areas and concentrating pore size distributions (978.66?m²/g, 3.8?nm for MCM-41 and 1108.04?m²/g, 3.6?nm for MCM-48) exhibited different adsorption behaviors for CLT. The maximum percent cumulative drug release of the two CLT/silica solid dispersion (CLT-MCM-48 and CLT-MCM-41) was 63.41% and 85.78% within 60?min, respectively; while in the subsequent 12?h release experiment, almost 100% cumulative drug release were both obtained. In the pharmacokinetics aspect, the maximum plasma concentrations of CLT-MCM-48 reached 3.63?mg/L by 0.92?h. The AUC_0–∞ values of the CLT-MCM-41 and CLT-MCM-48 were 1.14-fold and 1.73-fold, respectively, compared with the commercial preparation.

Conclusion: Our findings suggest that MCM-41-type and MCM-48-type mesoporous silica have great promise as solid dispersion carriers for sustained and immediate release separately.     

Mesoporous silica with controlled porous structure and regular morphology

A new procedure for the synthesis of mesoporous silica with controlled porous structure and regular morphology was developed. It is based on the precipitation from a homogeneous environment using cetyltrimethylammonium bromide as a structure directing agent. The decrease in pH, which causes the formation of solid particles, is achieved by the hydrolysis of ethyl acetate. The procedure enables to obtain not only the MCM-41 mesoporous molecular sieve with a very high degree of pore ordering and phase purity, but also materials of a new type, viz. bimodal silicas containing both the MCM-41 mesopore system with a pore size of about 3 nm and a system of larger mesopores with sizes ranging from 10 to 30 nm. Owing to their structural properties and regular worm-like morphology, bimodal silicas are promising materials for applications in separation processes or as supports for bulky molecules or nanoparticles.