树枝状介孔二氧化硅的研究进展

介绍了树枝状介孔二氧化硅的三种合成方法,分别是微乳液合成、两相界面合成及球形胶束自组装合成法,为精确调节树枝状介孔二氧化硅的结构,探讨了不同方法可能的形成机理。由于球形胶束自组装合成法的绿色经济,重点讨论了球形胶束自组装合成法的发展及形成机理。介绍了树枝状介孔二氧化硅纳米材料在催化和生物医学方面的应用效果,并对树枝状介孔二氧化硅的合成方法和在催化、生物医学和能源领域的应用前景进行了展望。     

巯丙基功能化介孔纳米二氧化硅的合成

用三种不同的方法将巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)引入二氧化硅网络中, 合成了粒径为50-200 nm的巯丙基功能化的介孔纳米二氧化硅, 并利用透射电子显微镜, 热重分析等手段对其形貌与性能进行了表征. 在巯丙基官能团的作用下介孔纳米二氧化硅的形貌发生了重大改变, 由非常规则的六角形变为纳米棒. 控制反应时间可以调节介孔纳米二氧化硅的粒径大小, 用三乙醇胺代替氢氧化钠可以合成直径在100 nm以下的功能化介孔二氧化硅粒子. 为了保护巯基官能团, 选用了酸醇提取法去除模板. 另外, 对介孔二氧化硅粒子的形成机制也进行了探讨.     

原位合成的活性脲醛树脂作为模板剂制备二氧化硅介孔材料

利用酸性条件下正硅酸乙酯的水解和脲醛树脂的聚合反应同时一步原位进行的方法合成了二氧化硅复合粉体(包括核壳微球结构和网状结构)和块体凝胶材料. 液氮吸附BET分析结果证明复合材料焙烧后得到的二氧化硅孔径分布均匀, 大小在介孔范围内. 改变反应性单体尿素. 甲醛及正硅酸乙酯等的初始浓度可对二氧化硅块体材料的孔径大小进行调节. 扫描电子显微镜观测结果显示, 随着原料单体初始浓度的变化复合粉体材料的微米级形貌可以是多孔网状结构或核壳结构. 从红外光谱和差热分析的结果推测, 高甲醛/尿素摩尔比[n(甲醛)∶n(尿素)≥2]条件下形成的支链脲醛树脂可作为块体二氧化硅理想的孔结构导向剂.     

载有量子点的介孔二氧化硅微球的制备与性能研究

采用自组装方法制备了一种磁核/介孔二氧化硅壳的微球, 调节体系中C₁₈TMS的加入量可控制介孔硅球的比表面积; 并通过化学修饰的方法对介孔微球表面进行巯基功能化修饰. 利用巯基与量子点之间的相互作用可将一定尺寸的量子点吸附于介孔二氧化硅球的孔中, 令介孔微球具有荧光效应; 同时可以利用吸附不同粒径的量子点的荧光光谱对介孔二氧化硅微球孔径的大小进行近似考察.     

利用Triton X-100合成介孔二氧化硅及其形貌研究

以非离子型表面活性剂Triton X-100为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,合成了介孔二氧化硅分子筛.利用XRD、N2吸附—脱附、SEM、以及TG-DTA对样品进行了表征,结果表明合成的材料具有有序介孔结构、高比表面积及高孔容。同时比较了不同条件下所得产物的形貌结构,并分析了它们的形成机理。     

中空纳米二氧化硅微球的制备及表征

本文介绍了一种制备中空纳米二氧化硅微球的新方法。利用模板首先合成介孔纳米二氧化硅微球,再用水热反应法,成功制备了非功能化和巯基、氨基功能化中空纳米二氧化硅微球。利用透射电子显微镜,热重分析等手段对其形貌进行了表征。另外,对中空介孔纳米二氧化硅微球的形成机制进行了探讨。     

新型介孔二氧化硅囊泡结构的调变

本文采用水热合成法,利用非离子表面活性剂聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)对有机溶剂均三甲苯(TMB)的增容作用,合成了大孔径介孔二氧化硅囊泡材料,首次通过控制有机溶剂TMB与无机硅源正硅酸四乙酯(TEOS)的投料时间间隔t,实现对介孔二氧化硅囊泡材料结构的调变。通过小角X射线衍射和高分辨透射电镜(HTEM)检测技术对酸性P123模板体系中的材料结构转变过程进行了表征。结果表明,改变TMB与TEOS的投料时间间隔,能够实现介孔囊泡结构的调变,同时提出"协同囊泡模板"(cooperative vesicle templating,CVT)和"协同作用机制"(cooperative formation mechanism,FM)共存。通过简单合理的设计合成不同结构的介孔材料,以期开拓其在催化、分离以及医学等领域的潜在应用,也为合成其他介孔材料提供简单合理的设计思路。     

有序介孔氧化硅薄膜制备及其组装化学

本文综述了近年来利用有机模板法合成有序介孔二氧化硅薄膜的研究进展，重点阐述了两相界面外延生长和蒸发诱导自组装两种制备方法及其合成机理。此外，讨论了有序介孔二氧化硅薄膜的组装化学，包括金属元素掺杂，纳米粒子在介孔薄膜中的组装，以及有机物/二氧化硅纳米复合薄膜的制备，并对介孔二氧化硅薄膜未来的发展趋势做了展望。     

温度对介孔二氧化硅形貌和介相结构有序性的影响

1992年Kresge等科学工作者首次报道了一种新颖的介孔二氧化硅材料,介孔二氧化硅的合成及其性能表征引起了广泛的研究兴趣[1,2]。这种材料由于具有高比表面积(1000~1400m2·g-1)、孔道排列有序、孔径分布窄并可以在2~10nm范围内可调等优点,所以有望用于催化与吸附、化学传感、纳     

复合介孔二氧化硅膜的制备及应用

复合介孔二氧化硅膜是近十年来发展起来的一种具有独特孔中孔结构的新型膜材料。该材料以多孔膜（无机多孔膜或者有机多孔膜）为硬模板,以表面活性剂为结构导向剂,通过溶胶-凝胶等方法将介孔二氧化硅材料组装在多孔膜的孔道中制备而成。由于其具有不同于传统介孔二氧化硅膜材料的一些独特结构和性能,并在分离、吸附和催化等领域具有广泛的应用前景,引起了人们广泛的关注。本文主要就复合介孔二氧化硅膜的制备方法,特别是近几年内其在纳滤、纳米材料的模板合成、酶的固定、传感器、反应器以及药物释放等方面最新的应用研究进展进行论述,同时对这类新型的复合介孔二氧化硅膜材料在合成和应用方面存在的问题进行了分析和总结,并对其发展前景作了展望。     

嵌段共聚物与阳离子表面活性剂混合模板合成介孔SiO_2

利用三嵌段共聚物EO_(20)PO_(70)EO_(20)与阳离子表面活性剂CTAB作为混合 模板合成了内部孔结构与外观形貌同时受到调控的介孔氧化硅。与使用单一共聚物 模板制备的介孔氧化硅相比，在混合模板作用下得到的介孔氧化硅的孔结构有序度 降低，而孔径则随混合模板中共聚物的质量分数的降低而减小。在EO_(20)PO_(70) EO_(20)与CTAB质量比为1:1时可得到形貌完好、表面光滑的介孔氧化硅微米球，其 平均孔径为3.2nm，比表面积为972m~2/g。     

可用于色谱固定相的介孔氧化硅球材料的合成

采用非离子型嵌段高分子表面活性剂EO₂₀PO₃₀EO₂₀ (P65)为结构导向剂, 正硅酸乙酯为硅源, 在酸性介质中, 静置法制备了微米级介孔氧化硅球. 通过改变合成温度、反应时间或者无机盐KCl的加入量, 可以调节介孔氧化硅球的直径(9.0～17.6 μm); 加入1,3,5-三甲苯(TMB)或者调节水热温度, 可以调节介孔氧化硅球的孔径(2.3～4.8 nm). 采用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、激光散射粒度分布和对溶菌酶的吸附等方法, 对介孔氧化硅球的结构、孔性质、形貌、吸附性质等进行了表征. 实验发现, 孔径较小的介孔氧化硅球(≤4.3 nm)对溶菌酶的吸附不明显(≤42 mg/g), 而孔径(4.8 nm)大于溶菌酶直径的材料对溶菌酶有较大的吸附量(192 mg/g), 说明孔径均匀可调的介孔氧化硅球材料可以很好地用作体积排阻色谱柱的固定相.     

以手性两亲小分子自组装体为模板制备介孔二氧化硅空心球

合成了手性阳离子型两亲性小分子化合物,利用圆二色谱分析了其在水中形成的自组装体的结构;以该化合物的自组装体为模板,在正丙醇和氨水的混合溶剂中制备得到了介孔二氧化硅空心球;利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪以及氮气吸附-脱附试验装置分析了二氧化硅空心球的形貌及孔结构.结果表明,两亲性小分子在水中形成的自组装体呈现手性堆积;合成的介孔二氧化硅空心球的直径约为600~800nm,壁厚约为100~150nm,其孔道垂直于球的表面,孔径约为3.0nm,比表面积约为306m2·g-1.正丙醇作为模板控制二氧化硅空心球的空腔尺寸和形貌,而两亲性小分子的自组装体作为模板控制放射状孔道的形貌和尺寸.     

Electrochemical Characteristics of Discrete,Uniform, and Monodispersed Hollow Mesoporous Carbon Spheres in Double‐Layered Supercapacitors

Core–shell‐structured mesoporous silica spheres were prepared by using n‐octadecyltrimethoxysilane (C18TMS) as the surfactant. Hollow mesoporous carbon spheres with controllable diameters were fabricated from core–shell‐structured mesoporous silica sphere templates by chemical vapor deposition (CVD). By controlling the thickness of the silica shell, hollow carbon spheres (HCSs) with different diameters can be obtained. The use of ethylene as the carbon precursor in the CVD process produces the materials in a single step without the need to remove the surfactant. The mechanism of formation and the role played by the surfactant, C18TMS, are investigated. The materials have large potential in double‐layer supercapacitors, and their electrochemical properties were determined. HCSs with thicker mesoporous shells possess a larger surface area, which in turn increases their electrochemical capacitance. The samples prepared at a lower temperature also exhibit increased capacitance as a result of the Brunauer–Emmett–Teller (BET) area and larger pore size.     

Facile H2O2 Hydrothermal Synthesis of Bimodal Mesoporous Silica MCM-48 Spheres

The ordered bimodal mesoporous silica MCM-48 spheres were facile synthesized by mild-temperature post-synthesis H₂O₂ hydrothermal treatment of as-synthesized MCM-48. The results showed that H₂O₂ is indispensable for simultaneously removing organic templates and forming ordered bimodal mesoporous silica MCM-48 spheres. The bimodal mesoporous MCM-48 was characterized by X-ray diffraction, transmission electron micrographs, FT-IR, and N₂ adsorption-desorption, and a possible mechanism was proposed for the formation of bimodal mesoporous MCM-48.     

Titanium-containing magnetic mesoporous silica spheres: effective enrichment of peptides and simultaneous separation of nonphosphopeptides and phosphopeptides

Protein phosphorylation is a common posttranslational modification, and involved in many cellular processes. Like endogenous peptides, endogenous phosphopeptides contain many biomarkers of preclinical screening and disease diagnosis. In this work, titanium-containing magnetic mesoporous silica spheres were synthesized and applied for effective enrichment of peptides from both tryptic digests of standard proteins and human serum. Besides, the enriched peptides can be further separated into nonphosphopeptides and phosphopeptides by a simple elution. First, titanium-containing magnetic mesoporous silica spheres were synthesized by a sol-gel method and found to have high surface area, narrow pore size distribution, and useful magnetic responsivity. Then, as the prepared material was used for selective capturing of phosphopeptides, it demonstrated to have higher selectivity than commercial titanium dioxide. Moreover, via combination of size-exclusion mechanism, hydrophobic interaction, and affinity chromatography, titanium-containing magnetic mesoporous silica spheres were successfully applied to simultaneously extract and separate nonphosphopeptides and phosphopeptides from standard protein digestion and human serum.     

Green preparation of hollow mesoporous silica nanosphere inside-loaded gold nanoparticles and the catalytic activity

In this work, an active nano-catalyst with gold nanoparticles loaded in hollow mesoporous silica nanospheres (HMSNs/Au) was prepared by a one-pot sol-gel method, in which gold ions were loaded in hollow mesoporous silica spheres followed by sodium alginate reduction. The characterization of the HMSNs/Au were determined by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), N₂ adsorption–desorption isotherms (BET). The high catalytic activity of HMSNs/Au, denoted as apparent turn-over frequency (TOF), was detected by UV-Vis spectrophotometer for the catalytic reduction of 4-nitrophenol (74.5 h^?1) and 2-nitrophenol (108.7 h^?1) in the presence of sodium borohydride solution due to the small gold nanoparticles size and overall exposure of active sites. It is expected that this ecofriendly approach to prepare inorganic composited nanoparticles as high active catalysts based on hollow mesoporous materials was a promising platform for loading noble metal nanoparticles.     

基于L-谷氨酸的手性硅胶球的制备及其应用

无机介孔硅球因其具有足够的机械强度、热稳定性,以及适应多种流动相的优点,成为高效液相色谱(HPLC)柱填料中使用最广泛和最重要的材料。但在此研究领域中,并未见球形的全无机手性硅胶用作HPLC手性固定相。该文以无机球形介孔硅胶作为研究对象,通过堆砌硅珠法,以硅溶胶为原料,L-谷氨酸(L-Glu)为手性源,在手性环境中制造出脲醛树脂与胶体二氧化硅混合的小球,在550 ℃高温下煅烧除去树脂部分,制备基于L-Glu的无机介孔硅胶球。通过元素分析、红外光谱、扫描电镜、透射电镜和氮气吸附等表征证明这是一种具有规则球形的手性硅胶球,其手性来源于硅胶球自身的骨架和孔结构。将L-Glu手性硅胶球作为固定相制备了HPLC色谱柱,以正己烷-异丙醇(9∶1, v/v)作为流动相,流速为0.1 mL/min,考察了该手性柱对一系列外消旋化合物的拆分性能。实验表明,该手性柱拆分了15种外消旋化合物,其中特罗格尔碱、吡喹酮、3-苄氧基-1,2-丙二醇、1,2-环氧己烷、3-羟基-2-丁酮、2-甲基四氢呋喃-3-酮、异丙基缩水甘油醚达到基线分离;还分离了10种苯系位置异构体,o,m,p-氨基苯酚、o,p-氯苯酚、o,m,p-碘苯胺、o,m,p-甲苯胺、o,m,p-二硝基苯、o,m,p-氯苯胺、o,m,p-硝基苯酚、o,m,p-溴苯胺达到基线分离。实验表明,L-Glu手性硅胶球在手性分离方面具有良好的可行性,与普通硅胶相比不需要进一步修饰就可以有较好的手性分离效果,是一种低成本、制备便捷的手性无机硅胶固定相。