巯基功能化短孔道有序介孔材料HS-Zr-Ce-SBA-15的合成及吸附性能

2018年第37卷第4期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1501·化 工 进展组装法制备巯基改性磁性SBA-15张亚平1，3，甄彬2，3，黎汉生3，冯亚青1（1天津大学化工学院，天津 300072；2天津理工大学化学化工学院，天津 300384；3北京理工大学化工与环境学院，北京 100083）摘要：采用热分解法制备了单分散、平均粒径约15nm 的锰铁氧体磁性纳米粒子。

通过正硅酸乙酯与磁性纳米粒子表面油酸盐的配体交换将磁性纳米粒子锚定在SBA-15表面。

并且将负载过程与巯基改性过程耦合制备了巯基改性的磁性SBA-15。

考察了合成SBA-15过程中干燥方式对其结构和性质的影响，研究了负载磁性纳米粒子和巯基改性顺序对巯基改性磁性SBA-15的结构和性能的影响。

结果表明，喷雾干燥法合成的SBA-15介孔孔壁较薄，但具有更大的比表面积、孔体积和平均孔径。

以其为载体时磁性纳米粒子负载量更大，所得磁性SBA-15的饱和磁强度更高。

当将巯基改性和负载磁性纳米粒子分为前后两步时，巯基改性SBA-15的表面疏水环境有利于吸附疏水磁性纳米粒子，所得磁性SBA-15负载磁性纳米粒子量更大，饱和磁强度更高。

磁性纳米粒子粒径大于SBA-15孔径，其主要负载于SBA-15外表面，有利于得到介孔孔道通畅的磁性SBA-15。

巯基改性的磁性SBA-15的孔体积介于0.56～0.6cm 3/g ，比表面积介于353～432m 2/g ，饱和磁强度最高达到0.91emu/g ，可作为一种大容量的吸附材料用于吸附分离、药物缓释等领域。

关键词：分子筛；二氧化硅；复合材料；磁性能；表面改性中图分类号：TB332 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）04–1501–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1294Preparation of sulfydryl functionalized magnetic SBA-15 by anassembling processZHANG Yaping 1，3，ZHEN Bin 2，3，LI Hansheng 3，FENG Yaqing 1（1School of Chemical Engineering and Technology ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China; 2College of Chemistryand Chemical Engineering ，Tianjin University of Technology ，Tianjin 300384，China ；3School of Chemical Engineeringand the Environment ，Beijing Institute of Technology ，Beijing 100083，China ）Abstract: Monodisperse and magnetic manganese ferrite nanoparticles with average diameter of 15nm were synthesized by a thermal decomposition method. The obtained magnetic nanoparticles were anchored onto the surface of SBA-15 through ligand exchange reaction of oleic acid and tetraethylorthosilicate. Meanwhile ，sulfydryl functionalized magnetic SBA-15 was prepared by combining the anchoring process and surface modification of SBA-15. The influence of drying methods used during the synthesis of SBA-15 on its structure and properties was investigated. Effect of execution sequence of the anchoring and modification process on the structure and properties of sulfydryl functionalized magnetic SBA-15 was discussed. The result showed that SBA-15 prepared byspray drying showed thinner pore wall ，higher specific surface area ，pore volume and larger pore diameter ，and could support more magnetic nanoparticles and thus exhibited stronger saturation讲师，研究方向为催化剂与催化反应工程研究。

磁性大孔径SBA-15的制备及其对U(VI)的吸附性能研究张祎鹏;刘海燕;刘淑娟;李松;罗建强【摘要】采用原位合成法制备了具有磁性的大孔径SBA-15,用SEM、TEM、FT-IR、N2吸附-脱附、XRD和VSM等技术表征了材料物理、化学结构.并考察了不同条件下影响材料吸附溶液中U(VI)的因素.研究结果表明,磁性大孔径SBA-15在pH=6.0,吸附时间达到360min后,能达到对溶液中U(VI)的最大吸附,吸附容量约为180mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温式模型,而且材料可重复利用性较好,为环境中放射性核素的吸附分离提供了新方法.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】6页(P59-64)【关键词】磁性;大孔径;SBA-15;U(VI);吸附【作者】张祎鹏;刘海燕;刘淑娟;李松;罗建强【作者单位】东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西南昌330013;抚州市粮油质量监督检验站,江西抚州344000;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西南昌330013;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西南昌330013;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西南昌330013【正文语种】中文铀作为国防建设和核工业发展不可或缺的原料，已受到社会各界的关注。

放射性废物中的铀会对环境和生物造成严重危害[1]，因此处理废水中的铀具有重要意义。

目前，铀的提取方法主要有化学沉淀法[2]，离子交换法[3]，溶剂萃取法[4]，膜分离法[5]，吸附法[6]等。

与其他方法相比，吸附法工艺简单、去除效率高，成本低，因而得到广泛应用。

介孔材料具有比表面积大、热稳定性高、耐酸碱、孔道规则、孔径大小可调等特点，使得它在无机、有机污染物的吸附、分离领域具有巨大的应用前景。

自1992年Kresge[7]报道了第一种介孔二氧化硅材料M41S，这种材料已成为研究热点。

改性SBA-15介孔脱硫剂的合成、表征及其应用研究的开题报告一、研究背景和意义煤炭、石油等能源及化工工业的发展，不可避免地产生了大量污染物，其中SO2是主要的大气污染物之一。

它的排放会严重影响大气环境的质量，危害人体健康和生态环境的稳定性。

因此，研究和开发高效的脱硫剂，对于减少大气污染和保护环境质量具有重要的意义。

介孔材料具有大比表面积、高孔容、可调孔径、优异的催化性能等特点，是材料科学研究领域的热点之一。

SBA-15是一种具有典型介孔结构的有序介孔材料，具有优异的物理、化学和热稳定性能。

由于SBA-15表面上具有大量Si-OH基团和较好的酸性，故其很容易与硫化物反应，形成稳定的硫代酸盐，并且可以有效地催化氧化那些不利于SO2吸收和转化的物质。

因此，研究和开发新型改性SBA-15介孔脱硫剂，对于改善大气环境质量和保护生态环境具有重要的意义。

二、研究内容本项目旨在合成、表征及应用改性SBA-15介孔脱硫剂，具体研究内容包括：1. 合成改性SBA-15介孔材料：采用模板法中的电压调控法，利用P123作为模板剂，通过改变添加剂种类和添加量的方法，合成一系列不同类型的改性SBA-15介孔材料。

2. 表征改性SBA-15介孔材料：通过常规的物化分析手段，如XRD、TEM、FTIR、N2吸附-脱附等方法，对不同类型的SBA-15介孔材料的表面形态、孔径大小、孔道结构以及化学组成进行详细的表征和分析。

3. 考察改性SBA-15介孔脱硫剂的吸附性能：利用吸附采样器对50~1000 ppm的SO2气体进行吸附实验，考察不同类型的改性SBA-15介孔材料的吸附性能，分析其吸附容量、吸附速率和吸附特性等。

4. 研究改性SBA-15介孔脱硫剂的反应机理：通过动态测试的方法，对不同类型的改性SBA-15介孔材料中SO2的吸附、转化及生成的硫化物的特性进行研究和分析，为进一步优化和设计改性SBA-15介孔脱硫剂提供理论依据。

氨基功能化SBA-15的直接合成及其对CO2的吸附性能研究郝仕油;肖强;钟依均;朱伟东;杨辉【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2010(026)006【摘要】通过直接法合成了氨基功能化SBA-15介孔材料.使用X-射线粉末衍射法(XRD),N2吸-脱附,透射电子显微(TEM)等技术对氨基功能化材料进行了表征.实验结果表明:当反应原料中,nAPTES/(nAPTES+nTEOS)≤0.20时,APTES功能化的材料都具有典型的介孔SBA-15结构;但当nAPTES/(nAPTES+nTEOS)≥0.225时,由于氨基对SBA-15结构的副作用导致SBA-15介孔结构坍塌.在氟离子辅助合成下可以获得高含量氨基(反应原料中nAPTES/(nAPTES+nTEOS)的比值为0.25)功能化的SBA-15材料,且此材料中的介孔孔径和BET比表面积都较大.CO2吸附结果表明,随着反应原料中APTES含量提高,所合成的材料对CO2的吸附量相应增加,同时在101 kPa和25℃下,通过氟离子辅助合成的材料对CO2的吸附量远远优于无氟离子辅助合成材料的.本研究还对后嫁接法和直接合成法获得氨基功能化SBA-15介孔材料的优缺点进行了讨论.【总页数】7页(P982-988)【作者】郝仕油;肖强;钟依均;朱伟东;杨辉【作者单位】浙江大学材料科学与工程学系,杭州,310027;浙江师范大学物理化学研究所,先进催化材料省部共建教育部重点实验室,金华321004;浙江师范大学物理化学研究所,先进催化材料省部共建教育部重点实验室,金华321004;浙江师范大学物理化学研究所,先进催化材料省部共建教育部重点实验室,金华321004;浙江师范大学物理化学研究所,先进催化材料省部共建教育部重点实验室,金华321004;浙江大学材料科学与工程学系,杭州,310027【正文语种】中文【中图分类】O614.13;TF123.7【相关文献】1.氨基化有序介孔氧化铝合成及吸附CO2性能研究 [J], 王亚坤;赵瑞红;冯晓霞;张伟;李肖飞2.氨基功能化介孔氧化硅材料的合成及其CO2吸附性能的研究进展 [J], 郝仕油;肖强;钟依均;朱伟东;杨辉3.氨基功能化SBA-15的制备及对三价铬吸附性能的研究 [J], 田志茗;李乐园;隋朝4.负载型氨基功能化离子液体吸附CO2性能差异研究 [J], 付格红;吕功煊;马建泰5.氨基功能化聚苯乙烯纳米微球的制备及其CO2吸附性能研究 [J], 彭江锋;杜中杰;邹威;励杭泉;张晨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

功能化SBA-15介孔材料的制备及其吸附性能研究廖庆玲;NGUYEN Xuan Sang;侯静涛;陈跃;冯伟;何忠忠【摘要】硅基介孔材料因其特有的特性,被用于去除废水中重金属离子的吸附剂.为了提高对目标污染物的吸附容量,本文采用一步法和两步法制备了氨基或巯基功能化SBA-15介孔材料,利用傅里叶红外光谱仪、场发射扫描电镜、X射线衍射仪和氮气吸附脱附表征测试了材料的化学组成、微观形貌和物相结构.测试结果显示经功能化处理后的样品成功地接枝氨基或巯基功能基团.研究发现,经功能化处理后,材料的骨架结构及介孔孔道均未被破坏,但有序性下降且出现少许团聚,物性参数也有一定程度下降,功能化材料对Zn2+、Pb2+、Cr3+和Cu2+的吸附率均有大幅度提高.经氨基或巯基功能化后,SBA-15介孔材料对水体中重金属离子的吸附率有很大提高,但一步法制备的功能化硅基介孔材料因模板剂去除不彻底而影响了对重金属离子的吸附效率,两步法制备的功能化硅基介孔材料对重金属离子的吸附效果更好,说明本文的功能化硅基介孔材料工艺是可行有效的,但两步法合成的功能化介孔材料具有更好的吸附效果.【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2018(026)005【总页数】7页(P26-32)【关键词】氨基;巯基;功能化;介孔材料;重金属;吸附【作者】廖庆玲;NGUYEN Xuan Sang;侯静涛;陈跃;冯伟;何忠忠【作者单位】武汉理工大学资源与环境学院,武汉430071;湖北理工学院材料科学与工程学院,湖北黄石435003;武汉理工大学资源与环境学院,武汉430071;武汉理工大学资源与环境学院,武汉430071;湖北理工学院材料科学与工程学院,湖北黄石435003;湖北理工学院材料科学与工程学院,湖北黄石435003;大冶有色设计研究院有限公司,湖北黄石435005【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8SBA-15介孔材料不仅具有均一的孔径和可观的内表面积，而且其内表面还有比较丰富的硅轻基，使得硅基介孔材料可以作为功能分子的宿主进行表面修饰，这些结构和特点赋予了硅基介孔材料在吸附及先进功能材料和复合材料等方面具有广阔的应用前景[1-3].硅基介孔材料具有优良的传输性能,不易造成吸附分子移动的障碍,是一种很好地分离富集材料，广泛用于去除废水中重金属离子的吸附剂[4-5].为了提高对目标污染物的吸附容量,很多学者对介孔材料的制备方法进行了改进[6-8]，但采用不同工艺对介孔材料进行表面修饰后对金属离子吸附效果的影响却鲜有报道.本研究采用传统的共聚法[9](即一步法)和嫁接法[10](即两步法)合成氨基功能化硅基介孔材料和巯基功能化SBA-15介孔材料，考察合成的功能化硅基介孔材料对金属离子是否具有较高的负载能力，并比较两种合成工艺的优缺点以及对金属离子的吸附效果，以期为功能化硅基介孔材料应用于重金属离子废水领域提供一定的理论基础.1 实验1.1 实验原料和试剂浓盐酸，分析纯，河南信阳市化学试剂厂；正硅酸乙酯(TEOS)，分析纯，天津市福晨化学试剂公司；P123(EO20PO70EO20)，Ma=5 800，Sigma Aldrich公司；3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，分析纯，湖北省武大有机硅新材料股份有限公司；3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)，分析纯，湖北省武大有机硅新材料股份有限公司；冰醋酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；无水乙醇，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；蒸馏水，实验室自制.1.2 实验设备JJ-1型电动搅拌仪，常州国华电器有限公司；JB90-D型强力电动搅拌仪，上海标本模型总厂；JM-2003型电子天平，余姚铭记称重校验设备有限公司；HHS-12电热型恒温水浴锅，上海市东星建材实验设备公司； DZF-2001型真空干燥箱，上海市圣欣科学仪器有限责任公司.TAS-986型原子吸收光谱仪，北京市筲析通用公司.1.3 一步法制备功能化硅基介孔材料以P123为模板剂，TEOS为硅源，APTES(或MPTMS)为功能化硅烷偶联剂.首先称取4.03 g的P123并放入到500 mL的三口烧瓶中，再分别先后加入蒸馏水100 mL和浓盐酸20.80 mL，混合溶液在40 ℃恒温水浴中搅拌1 h直至混合物完全溶解，然后用微量移液管逐滴滴加TEOS溶液8.50 mL，继续搅拌1 h后加入0.86 mL APTES或0.86 mL MPTMS，继续搅拌20 h后将混合溶液倒入烧杯中，在室温下静止晶化2 d后再抽滤，滤饼用蒸馏水反复冲洗多次，直至滤液呈中性，然后，将滤饼在80 ℃下干燥后得到的白色原粉，记为P-S-N-1或P-S-S-1，最后利用萃取回流法除去模板剂，每1.5 g原粉加入200 mL乙醇溶液，不断搅拌使原粉均匀分散于乙醇溶液中，并在65 ℃加热搅拌下萃取冷凝回流6 h，得到的混合液常温下冷却并抽滤，滤饼先用乙醇溶液冲洗3～5次，然后，用蒸馏水反复冲洗后在100 ℃下干燥，得到功能化材料，记为S-N-1或S-S-1.1.4 两步法制备功能化硅基介孔材料以合成的SBA-15为母体材料，记为S-2，APTES(或MPTMS)为功能化硅烷偶联剂.将合成的S-2、乙醇和APTES或MPTMS按照1∶30∶3的质量比依次加入到三口烧瓶中，并不断搅拌，使S-2均匀分散于混合溶液中，并在65 ℃下加热搅拌冷凝回流6 h后于常温下冷却和抽滤，滤饼用乙醇溶液冲洗多次，然后再用蒸馏水反复冲洗至滤液呈中性，滤饼在100 ℃下干燥后得到功能化材料，记为S-N-2或S-S-2.1.5 测试与表征利用日本Hitachi公司S-4800型场发射扫描电镜完成扫描电子显微镜(SEM)，其中加速电压为10 kV.低角度粉末X射线衍射分析仪型号为HZG41B-PC，釆用CuKα为辐射源(λ=0.154 18 nm)，扫描速度0.05°/s.利用日本电子株式会社JEM-2100F型透射电子显微镜(TEM)观测形貌，加速电压200 kV.样品的比表面积(SBET)和孔结构通过美国麦克公司ASAP2020型粉体氮吸附仪进行分析.在氮吸附前，测试样品先于180 ℃下脱气.样品的比表面积(SBET)釆用多点BET计算方法测定，其相对压力(P/P0)在0.05～0.3.孔体积(VP)采用相对压力P/P0=0.99时的氮气吸附体积来确定.采用BJH法和脱附等温线确定其孔径分布.通过日本岛津公司的IRAffinity-1 FTIR型光谱仪测试合成样品的傅里叶变换红外光谱(FTIR)，测试频率范围4 000～400 cm-1.1.6 重金属离子的吸附实验分别研究功能化S-2介孔材料对溶液中单一金属离子的吸附性能.选取Zn2+，Pb2+，Cr3+ ，Cu2+作为研究对象，用蒸馏水分别配制浓度为0.5 mmol/L的Zn(NO3)2、Pb(NO3)2 ﹑Cr(NO3)3及Cu(NO3)2溶液.为确保单一影响因素，进行pH的调节，调节pH到7.6.将上述含重金属离子的溶液各取6份，每份100 mL，然后,向每份溶液中分别加入吸附剂0.20 g并迅速搅拌计时，由于吸附初始阶段，吸附速度较快，时间取点相对比较密集，随着吸附的进行，时间取点间隔逐渐加大，选取的吸附时间分别为5，10，20，30，40，60，90，120，180和360 min，在每个吸附时间点取上层清液的滤液5 mL盛放于封口试剂瓶中.利用TAS-986原子火焰吸收光谱测定所收集滤液中残余金属离子的含量，以吸附时间为横轴，溶液中重金属离子的浓度为纵轴，绘制吸附剂对重金属离子的吸附曲线.重金属去除率(η，%) 和吸附容量( R，μg/g) 的计算公式分别为式中：C0为被吸附前溶液中重金属离子的浓度， mmol/L；Ct为被吸附后溶液中重金属离子的浓度,mmol/L；m为投入介孔吸附材料的质量, g；V为重金属离子溶液的体积, mL；M为被吸附重金属离子的摩尔质量,g/mol.2 结果与讨论2.1 化学结构分析S-2的红外光谱所具有的特征吸收光谱主要由以下7个吸收峰组成(图1)，分别是451～471cm-1处由Si—O—Si键的弯曲振动引起的吸收峰， 805 cm-1附近由Si—O—Si键的对称伸缩振动引起的吸收峰，965 cm-1附近由Si—OH的对称伸缩振动引起的吸收峰是介孔分子筛的特征吸收峰，1 080 cm-1附近由介孔分子筛骨架Si—O—Si键非对称伸缩振动引起的吸收峰，3 420和1 630 cm-1附近由缔合状态的羟基振动引起的吸收峰[11].氨基功能化的所有样品均相对于未功能化样品出现了一些新的吸收峰.在2 830～1 930 cm-1附近出现两个明显的新的特征峰，这对应于C—H的反对称和对称伸缩振动；在1 490 cm-1附近可以看到另一个特征峰，这对应于伯胺(NH2)的面内伸缩振动吸收特征峰；在690 cm-1附近的特征峰对应于伯胺(NH2)的面外伸缩振动吸收特征峰；C—N的伸缩振动峰应出现在1 020 ～1 340 cm-1附近，与C—C 的伸缩振动吸收峰可能一起和介孔分子筛骨架Si—O—Si键非对称伸缩振动吸收峰重叠[12]；巯基功能化的所有样品也均出现了一些新的吸收峰，在2 830～1 930 cm-1附近出现两个明显的新的特征峰，这对应于C—H的反对称和对称伸缩振动[13]；在2 560 cm-1附近可以看到另一个特征峰，这对应于巯基的伸缩振动峰，在695 cm-1附近处的吸收峰对应于S—CH2的伸缩振动峰[14].由上述谱图信息分析结果可推断出氨基和巯基功能团已分别成功嫁接于S-2介孔材料的表面上.图1 样品M-2和S-2功能化前后的红外光谱图Fig.1 FT-IR spectras for M-2 and S-2 before and after functionalized一步法合成的功能化样品的吸收峰更加丰富，且在2 830～1 930 cm-1附近出现的两个特征吸收峰相对更明显，这可能是一步法合成的样品没经过高温煅烧导致模板剂没有去除完全造成的，可能会导致材料的孔隙率降低，对重金属离子的吸附有一定的影响；两步法合成样品的红外图谱在3 420和1 630 cm-1附近的吸收峰稍微增强，说明合成样品中的硅羟基浓度有所增加，对重金属离子的吸附有一定的促进作用，进一步表明两步法处理过程对硅基介孔材料的功能化是有效的.2.2 晶体学物性参数分析图2为样品功能化前后的小角XRD测试谱图.由图2可以较清晰地看出：所有功能化后的S-2样品均出现了(100) 晶面的衍射峰，但衍射峰的强度也不同程度地减弱了，说明经过功能化后的S-2仍然具有介孔材料的晶体学特征，也说明介孔材料表面经氨基和巯基功能团接枝后并没有改变其孔道结构性质[15]；两步法功能化的样品和一步法氨基和巯基功能化后的样品在(100)晶面衍射峰强度比较一致，一步法制备得到的样品衍射峰强度最弱，可能是因为一步法模板剂去除不完全所致，与化学结构分析结果一致；功能化后所有样品在(110)、(200)和(210)晶面的衍射峰强度均出现了较大程度的减弱，可能是由于接枝有机功能团后，虽然介孔材料的孔道结构特征没有显著改变，但孔道组成成分变得更加丰富，从而导致其有序度有所下降；所有功能化后的S-2样品的衍射峰都有向高角度偏移的趋势，由布拉格方程可以推算得出：介孔材料功能化后的晶格常数变小，孔径也有一定程度的缩小.也说明介孔材料的内壁成功接枝了一定的有机功能团.2.3 形貌分析S-2功能化后样品的形貌如图3所示，可以看到：所有样品都不同程度地发生了一定的团聚现象，说明功能化样品表面的极性由于化学成分的改变而发生了改变；一步法功能化合成的样品表面同样出现了白色的颗粒状物质镶嵌在材料里，这是没有去除干净而残留在材料里的模板剂，与红外光谱的测试表征结果一致；两步法功能化合成样品的表面不再光滑而较粗糙，说明功能化硅基介孔材料接枝效果相对较好，功能化过程并未使母体材料的主体结构遭到破坏，功能团还成功地接枝到硅基介孔材料的表面，能有效地增强材料对水体中重金属离子的吸附能力[16].图 2 硅基介孔材料功能化前后的小角 XRD 谱图Fig.2 Low-angle X-ray diffraction of S-2 before and after functionalized图3 硅基介孔材料S-2功能化样品的SEM图Fig.3 SEM images for mesoporous silica samples of S-2 after functionalized2.4 比表面积和孔径分布分析SBA-15介孔材料样品的多孔结构以及BET比表面积等性质对重金属离子的吸附性能有一定的影响，所有制备样品的氮气吸附脱附实验曲线如图4所示.S-2功能化前后样品的氮气吸附脱附曲线也都呈Ⅳ型[17]，说明样品功能化后样品的孔道结构并没有被破坏，样品是介孔结构，这与前文的表征结果(图2)一致.各种功能化方法制备的样品的最可几孔径、比表面积及孔容等参数也有一定变化，具体结果见表1.图4 S-2功能化前后样品的氮气吸附脱附曲线Fig.4 Nitrogen adsorption-desorption isotherms of S-2 before and after functionalized表1 S-2功能化前后样品的物性参数Table 1 Physical properties of the samples of S-2 before and after functionalized样品最可几孔径/nm孔容/(cm3·g-1) 比表面积/(m2·g-1)S-24.300.8702838.2S-N-12.950.545 3545.5S-N-24.210.754 5746.4S-S-13.020.553 1550.7S-S-24.220.767 3757.6从表1可以看出：所有功能化后样品的物性参数都有一定程度下降；功能化方法不同，其样品的物性参数差异也相差比较大；一步法功能化样品S-N-1和S-S-1的物性参数比较接近，二步法功能化样品S-N-2和S-S-2的物性参数也比较接近；一步法功能化合成的样品的孔容和比表面积有明显下降，S-N-1分别下降37.34%和34.92%，S-S-1分别下降36.44%和34.30%，可能是由于模板剂除去不彻底而占据了部分的孔道空间，使得孔容和比表面积都相对显著降低；两步法功能化样品的物性参数也比功能化前有所下降，但下降没有一步法功能化明显，S-N-2分别下降13.30%和10.95%，S-S-2分别下降11.82%和9.62%，也说明功能化后孔道结构没有被破坏，只是一部分孔道空间被接枝的有机功能团占据，孔道内有机功能团的存在对重金属离子的吸附有一定的促进作用.2.5 水体中重金属离子的吸附实验根据对所合成材料的测试与表征， S-2材料功能化后仍为有序介孔材料，具有较高的比表面积、较窄的孔径分布及较大的孔容等特性，可作为理想的吸附材料处理废水中的重金属离子.图5显示S-2介孔材料对重金属离子良好的动力学吸附性能并未因功能化而发生改变.所有介孔材料的吸附机理基本符合多孔性吸附剂吸附溶液中物质所存在的3个必要步骤.在初始吸附阶段，吸附剂的吸附速率都相对较快，且随着吸附的进行，其吸附速度有所减小，在约180 min后，几乎都趋于吸附平衡.在吸附的初始阶段，重金属离子主要被介孔材料的外表面吸附，传质阻力比较小而传质推动力又相对比较大，所以吸附速率较快；伴随着吸附过程的进行，溶液中重金属离子的浓度会逐渐减小，由于重金属离子沿介孔材料的微孔逐渐向介孔材料的内部扩散，扩散阻力渐增，而吸附速率又主要受扩散控制，导致吸附速率越来越小；吸附进行到最后，吸附主要发生在介孔材料的内表面，且浓度推动力越来越小，吸附基本达到动态平衡.各材料的吸附率结果分析见表2.S-2功能化所有样品对4种重金属离子的吸附相关数据如表2所示，硅基介孔材料经功能化后对重金属离子的吸附率都有一定程度的增加，说明有机功能团的引入对重金属离子的吸附有促进作用，这可能与功能基团能与金属离子形成比较稳定的化合配位体有很大关系[18].功能化方法不同其吸附效果也不一样，所有一步法功能化样品对金属离子的吸附率均不如两步法功能化样品，模板剂去除不干净，占据了有效吸附孔道从而在一定程度上影响了吸附效果.针对Zn2+、Pb2+和Cr3+，氨基功能化效果比巯基功能化效果要好，而对于Cu2+，巯基功能化效果比氨基功能化效果好，这与功能基团对各种金属离子的螯合能力大小有很大关系.Zn2+、Pb2+、Cr3+和Cu2+的最高吸附率分别为91.43%、93.36%、69.47%和90.96%，吸附效果较好，说明功能化的硅基介孔材料在治理含重金属离子废水的应用中具有良好的潜在应用前景.图5 S-2介孔材料功能化前后对金属离子的吸附曲线Fig.5 Metal ion adsorption curve for the samples before and after functionalized表2 S-2功能化前后对重金属离子的吸附结果Table 2 Metal ion adsorption results for the S-2 before and after functionalized材料Zn2+Pb2+Cr3+Cu2+CtRηCtRηCtRηCtRηS-20.22713754.620.23913152.230.3507530.080.26311847.32S-N-10.14217971.540.08720782.700.23613252.750.24013052.05S-N-20.04322991.430.03323393.360.15317469.470.06521887.07S-S-10.15117469.780.09020582.050.24712750.620.18915662.25S-S-20.05722288.680.03623292.710.17916064.200.04522790.963 结论一步法、两步法功能化方法均能在一定程度上接枝功能团基团，且不破坏硅基介孔材料的介孔结构，但由于有机功能团的介入并占据了部分孔道空间，使孔道的有序性、孔容和比表面积等物性参数下降.经氨基或巯基功能化后的SBA-15介孔材料对水体中重金属离子的吸附率有很大提高，其中一步法由于模板剂去除不干净而导致吸附效果相对受影响，但功能化SBA-15介孔材料在治理重金属废水的领域仍具有潜在的应用前景.参考文献：【相关文献】[1] YOKOI Toshiyuki, KUBOTA Yoshihiro, TATSUMI Takashi. Amino-functionalized mesoporous silica as base catalyst and adsorbent[J]. Applied Catalysis A: 2012, 421-422: 14-37.DOI:j.apcata.2012.02.004[2] CHEN Xinqing, KOON Fung Lam, KING Lun Yeung. Selective removal of chromium from different aqueous systems using magnetic MCM-41 nanosorbents[J]. Chemical Engineering Journal, 2011, 172 (2-3): 728-734.DOI:10.1016/j.cej.2011.06.042[3] GRIGOROPOULOU G, STATHI P, KARAKASSIDES M A. Functionalized SiO2 with N-, S-containing ligands for Pb(II) and Cd(II) adsorption[J].Colloids and Surfaces A, 2008,320 (1-3): 25-35.DOI:10.1016/j.colsurfa.2008.01.007[4] SANGVANICH Thanapon, SUKWAROTWAT Vichaya, WIACEK Robert J,et al. Selective capture of cesium and thallium from natural waters and simulated wastes with copper ferrocyanide functionalized mesoporous silica[J]. Journal of Hazardous Materials, 2010,182(1-3): 225-231.DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.06.019[5] HAN Y J, STUCKY G D, BUTLER A. Mesoporous silicate sequestration and release of proteins[J]. 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嵌段中孔材料SBA-15(SH)的制备及应用周乐舟;贺国文;付胜;高寿泉;余克平【摘要】采用共表面活性剂法和嫁接法合成了孔道结构高度有序、粒径均匀且孔径较大的嵌段中孔材料SBA-15 (SH),通过N2吸附脱附实验测得材料的孔径为7.8 nm,比表面积为629 m2/g,孔容为1.32 cm3/g,核磁共振与红外光谱结果显示巯基的覆盖率达65％.探讨了嵌段中孔材料SBA-15 (SH)动态吸附重金属离子的原理和最佳条件.在pH=7.5,常温下,Hg2+,Cd2+,Pb2+,Ag+,Cr3+,Cr6+,Cu2+,Mn2+和Zn2+可被该材料定量吸附,动态吸附容量分别为17.1,18.7,22.6,12.7,9.7,10.8,10.8,19.2和15.5 mg/g,吸附的重金属离子可用6 mol/L HCl-2 g/L硫脲洗脱,采用原子荧光和原子吸收法测定过柱前后溶液及洗脱液中重金属离子的含量,加标回收实验显示回收率在89.2％～ 109.6％之间.本方法用于环境水样的处理和测定,结果满意.%Block copolymer mesoporous material SBA-15 (SH) was synthesized through the cosolvent and grafted method.Nitrogen adsorption technique showed that highly ordered circle channels and large mesoporous size was 7.8 nm,surface area was 629m2/g and pore volume was 1.32 cm3/g.Solid-state nuclear magnetic resonance spectra suggested that the thiol coverage of the monolayers was 65％.The optimal conditions and the adsorbing principle for the determination were studied.Under conditions of pH =7.5 and normal temperature,mercury,cadmium,lead,silver,chromium,copper,manganese and zinc etc could be adsorbed on the block copolymer mesoporous material SBA-15 (SH),then eluted with 6 mol/L HCl+2 g/L thiourea and determined by atomic fluorescence and atomic absorptionspectrometry.The adsorption capacities were Hg2+ 17.1 mg/g,Cd2+ 18.7 mg/g,Pb2+ 22.6 mg/g,Ag+ 12.7 mg/g,Cr3+ 9.7 mg/g,Cr6+ 10.8mg/g,Cu2+ 10.8 mg/g,Mn2+ 19.2 mg/g,and Zn2+ 15.5 mg/g.The recoveries of those heavy metal ions were 96.4％-104.0％.The proposed method has been applied for the determination and treatment of heavy metal ions in environmental water with satisfactory results.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2013(041)007【总页数】6页(P1080-1085)【关键词】嵌段中孔材料SBA-15(SH);重金属离子【作者】周乐舟;贺国文;付胜;高寿泉;余克平【作者单位】湖南省职业病防治院,长沙410007;湖南城市学院化学与环境工程学院,益阳413000;湖南省职业病防治院,长沙410007;湖南省职业病防治院,长沙410007;湖南省职业病防治院,长沙410007【正文语种】中文近年来,中孔分子筛在合成和应用方面的研究备受关注[1～5]。

中孔分子筛SBA -15作为液相色谱固定相以及在巯基化合物分离中的应用高峰 赵建伟 张松 周峰 金婉 张祥民 杨原 赵东元(复旦大学化学系 上海200433)摘要采用共表面活性剂法合成了孔道结构高度有序~孔径较大且粒径均匀的SBA -15颗粒 并在此基础上研究了其作为毛细管液相色谱柱的填料基体的特性.在SBA -15材料上进行C 18官能团化前后 分别对4种巯基化合物即半胱氨酸~谷胱甘肽~多巴胺和6-巯基嘌呤进行了分离分析.关键词中孔分子筛;SBA -15;高效液相色谱;巯基化合物中图分类号O 658.6文献标识码A 文章编号0251-0790(2002)08-1494-04收稿日期:2001-08-16.基金项目:国家重点基础研究专项经费(批准号:2001CB 510202)和复旦大学BiO -X /Med -X 基金资助.联系人简介:杨原(1949年出生) 男 博士 教授 博士生导师 从事生物质谱分析研究.E -mail :pyyang @fudan .edu .cn新型中孔分子筛材料的合成与应用已经引起了广泛关注[1~3].赵东元等[4]采用两性三嵌段共聚物为模板剂合成了新型中孔硅材料SBA -15 其孔道按六角结构均匀分布 孔径在5~30nm 之间可调 具有很高的热稳定性以及机械强度.中孔硅SBA -15对分子的吸附 特别是蛋白质分子的吸附脱附性质已经引起了关注[5~8] 本研究将SBA -15作为色谱分离的填料基体具有重要的学术意义和发展前景.液相色谱填料的重要评价参数之一是其比表面积的大小.中孔分子筛材料与商业填料相比 具有2~3倍以上的比表面积 在色谱的分离方面 期望能带来更佳分离效果[9].GalliS 等[10 11]将中孔球材料 包括APMS C 8-MCM -48以及用环糊精修饰的APMS 用于正相~反相和手性色谱的分离 均得到了很好的结果.本实验室[12 13]采用共表面活性剂法合成了高度有序~大孔径且粒径均匀的SBA -15颗粒;并在此基础上研究了该新型SBA -15材料作为毛细管液相色谱柱的填料基体的特性;在SBA -15材料上进行了C 18官能团化后 对4种巯基化合物进行分离分析 得到了较好的结果.1实验部分1.1仪器与试剂表面活性剂P 123聚乙氧基聚丙氧基聚乙氧基三嵌段共聚物(EO 20PO 70EO 20)~正硅酸乙酯(TEOS )及十六烷基三甲基溴化铵(CTAB )均购于美国Aldrich 公司 十八烷基二甲基氯化硅烷(日本东京化成) 半胱氨酸~谷胱甘肽及6-巯基嘌呤(生物医学研究所) 多巴胺(美国Sigma 公司).采用巯基化合物来试验SBA -15材料官能团化后的HPLC 性能.巯基化合物在生物及医学等方面具有重要作用 长期以来倍受关注 因此对含巯基化合物的分离分析非常重要[14 15].本研究采用接有电化学检测器的毛细管液相色谱 该系统可以在没有衍生化的情况下 于柱后直接检测巯基化合物.色谱泵为PE SerieS 200四圆泵(美国Perkin -Elmer 公司) 进样采用1.5pL 六通阀(美国ValcO 公司)和三通分流以得到稳定的低流速.毛细管柱后的安培检测器为三电极系统:工作电极为碳电极 参比电极为饱和甘汞电极 辅助(对)电极为铂电极.恒电位由CHI 恒电位仪(江苏电分析仪器厂)产生和控制.1.2中孔分子筛SBA -15的合成将2.0g 表面活性剂P 123 45g 水及30g 4mOl /L 的盐酸混合 在35~40 下搅拌1~2h 直到VOl.23高等学校化学学报NO.82002年8月CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 149 4~1497表面活性剂全部溶解分散均匀 再加入3.0g 共表面活性剂CTAB 充分搅拌2h ;加入4.25g 硅源-TEOS 在相同温度下搅拌24h .将混合溶液放入聚四氟乙烯瓶中 于100C 水热反应2d 然后冷却 抽滤 自然干燥.在550C 马弗炉中加热焙烧约6h 得到颗粒较均匀的中孔SBA -15.用十八烷基二甲基氯代硅烷对SBA -15进行官能团化.将十八烷基二甲基氯代硅烷溶于甲苯中 搅拌均匀后 将SBA -15的颗粒加入到此溶液中 充分反应约6h 即完成烷基化.反应结束后 用大量的甲苯溶液进行冲洗以除去多余的硅烷化试剂 然后在真空中干燥 即得到C 18-SBA -15粉末.1.3毛细管柱的装填毛细管柱的装填采用文献[16]方法.先在毛细管的一端制备塞子 将18.75ML 三氟乙酸~25ML 二氯甲烷以及2.5ML 水混合反应完全 加入37.5Mg 球形硅胶SIL 充分搅拌至溶胶状态;然后将此溶胶吸入到毛细管中约3*5mm 并吸入到适合位置.反应0.5h 后放到50C 的烘箱中去溶剂5*6h .使用前需要进行机械强度的检测 在高压下将塞子部位放在超声波中震荡 塞子不移位且不脱落即可用于毛细管柱的装填.采用匀浆装填法将C 18-SBA -15装到毛细管中作为液相色谱的填料 最后得到的毛细管柱长为10cm .1.4巯基化合物的分离用pH =3.0的磷酸缓冲溶液作为流动相 用电化学池作为检测器分离半胱氨酸~6-巯基嘌呤~多巴氨和谷胱甘肽(还原型D 的混合物.改变流速以得到最佳的分离效果.首先用未经修饰的SBA -15作为固定相 对4种化合物进行分离;然后用经C 18修饰后的SBA -15以及作为对比的市售C 18柱(1mm >150mm 美国Agilent 公司D 用于此4种物质的分离分析.2结果与讨论2.1所有SBA -15产物的表征图1(A D 为SBA -15的X 射线粉末衍射图 图1(B D 为扫描电镜图 图1(C D 为孔径分布图.从图1(A D 可看到(100D (110D (200D 3个面的衍射峰 这是SBA -15的二维六角的特征结构峰 与文献[4]报道的结果一致.从图1(B D 可见 虽然我们合成的中孔SBA -15的形貌不是非常规则的球形 但颗粒较均一 没有很细小的微粒 在液相色谱的分离中对柱压的影响较小.另外 由N 2气吸附脱附实验得到SBA -15的孔径分布图[图1(C D ]可见 合成的中孔分子筛的孔径在8.1nm 左右 且半峰宽不超过1nm 显示其孔径分布很窄;同时 通过采用BET 和BJH 公式可以计算出SBA -15的比表面积为798m 2/g 孔容为1.05cm 3/g .结果表明 在相同的孔容条件下 SBA -15的比表面积比一般的商业液相色谱固定相要大1倍以上.f ig .1Characterization of all SBA -15products(A D Small angle X -ray diffraction ;(B D scan electron microscope ;(C D pore size distribution .图2是对SBA -15产物的红外表征结果.图2中的吸收曲线a b 和c 分别是纯十八烷基二甲基氯代硅烷~纯SBA -15以及C 18修饰后的SBA -15的红外谱.图2曲线a 表明 C 18在2900cm -1左右有2个锐峰以及1个肩峰 这是烷基( CH 3 CH 2D 的特征峰 也是C 18的红外特征吸收.图2曲线b 在3500*3000cm -1范围内有1个较宽的吸收峰 对应于SBA -15材料表面的硅羟基(Si OH D ;图2曲5941No .8高峰等,中孔分子筛SBA -15作为液相色谱固定相以及在巯基化合物分离中的应用Fig .2Inf rared spectra f or determining the successf ul modif ication of SBA -15a .Pure dimethyloctadecylchlorosilane [C~3(C~2D 17-Si (C~3D 2Cl ](C 18D ;b .fresh synthesized SBA -15;6.C 18-SBA -15.线6证实了3400cm -1左右的宽峰明显减弱 而在原来SBA -15所没有的2900cm -1左右的位置出现了2个尖锐的吸收峰 与纯的C 18一致.由于在对SBA -15进行C 18修饰的过程中 最后经过了大量有机溶剂的洗脱 并在真空中干燥 因此可以认为吸附或残留的C 18不再存在于体系中 而2900cm -1左右的吸收峰证明SBA -15被成功地能官团化了.2.2巯基化合物的分离结果图3(A D 给出了修饰前的SBA -15作为液相色谱固定相时 4种巯基化合物的分离结果.前2个峰(峰1 2D 分别为半胱氨酸及谷胱甘肽的电化学响应峰;第3个拖尾的宽峰则是多巴胺和6-巯基嘌呤完全重合的结果.对于半胱氨酸和谷胱甘肽两种链状骨架化合物 其极性比多巴胺和6-巯基嘌呤更强 所以在强极性流动相磷酸缓冲溶液作用下可很快流出柱子 而多巴胺和6-巯基嘌呤则较晚流出.由于SBA -15没有进行官能团化 表面全部是极性较强的硅羟基团 在趋同效应作用下 被分离的几种物质的极性在柱上的保留性质几乎相同 所以无法完全分开.同时 由于半胱氨酸和谷胱甘肽分子量的较大差异 在SBA -15分子筛作用下可以得到部分分离.当然 这一结果无法满足分离的要求 需要对SBA -15表面进行官能团化.Fig .3Compared separation resultsof f our thiols in capillary SBA -15 capillary C 18-SBA -15and commercial C 18column(A D Before C 18modification ;(B D (D D are the separation results in C 18-SBA -15column under different flow rate which are 1.6 2.1and 3.2pL /min respectively ;(E D comparison result in commercial C 18column .图3(D D 和(E D 是C 18-SBA -15毛细管柱与商业C 18柱的分离结果比较 其中峰1~4分别代表半胱氨酸~谷胱甘肽~6-巯基嘌呤和多巴胺.从图3可以看出 4种物质的出峰顺序一致 但保留时间有所差异.在改变流速使半胱氨酸在两种分离条件下有相同的保留时间后可以看到 谷胱甘肽的保留时间仅从3.7min 减少到3.4min 几乎没有发生变化 其余两种物质的保留时间都有所改变.这可能是由于谷胱甘肽在两种基体填料上的保留性质几乎相同 而SBA -15有更大的内孔径 使谷胱甘肽的保留值减小.同理 多巴胺的保留时间则从16.1min 减少到11.1min 但6-巯基嘌呤的保留时间却从8.0min 增加到9.0min .这可能是因为6-巯基嘌呤在C 18-SBA -15柱上经过了更多的分配次数及作用时间 导致保留时间的增加.可以推测 用C 18-SBA -15作为液相色谱的填料除了反相色谱的分离机制外 还有分子筛的作用.作为中孔分子筛 与一般的色谱填料相比 除了表面孔以外 内部还有几乎完全相同的孔道结构 在色谱的分离应用中可以保证被分析物质经过相同的外部作用环境 从而减少扩散带来的影响 使色谱峰的展宽和拖尾现象得到改善.这从图3中最后多巴胺的色谱峰可以很明显地看出.另外 经过计算 在C 18-SBA -15柱中 多巴胺的塔板数达到1000 比商品柱上得到的500高16941高等学校化学学报Vol .23倍以上 分离效果令人满意图3(B D (D D 是对同样的样品在不同流速条件下的实验结果 可以看到 在流速较小(1 61L /min D 时 得到的结果最好 可见在流速稍低的情况下 柱效最高 这主要是因为我们合成的SBA -15颗粒较小 塔板高度相对较小 但从图3(B D (D D 还可看出 不同流速的差异并不很大 表明中孔材料对流速影响的抗干扰能力较强 可归功于其较大的孔容和比表面积 更低和更高流速下C 18-SBA -15柱的分离条件需要运用其它仪器 因此 本研究尚未考察 但自制的C 18-SBA -15毛细管柱的分离效果比商业的C 18柱好 这从图3上看是不容置疑的参考文献[1]Feng X Fryxell G E Wang L G et al Science [J ] 1997 276:923 926[2]Tolbert S ~ Firouzi A Stucky G D et al Science [J ] 1997 278:264 268[3]Yang P D Zhao D Y Margolese D I et al Nature [J ] 1998 396:152 155[4]Zhao D Y Feng J L ~uo G S et al Science [J ] 1998 279:548 552[5]~an Y J Stucky G D Butler A J Am Chem Soc [J ] 1999 121:9897 9898[6]Washmon -Kriel L Jimenez V L Balkus K J J Mol Catal B -Enzym [J ] 2000 10:453 469[7]Yiu ~ ~ P Botting C ~ Botting N P et al Phys Chem Chem Phys [J ] 2001 3(15D :2983 2985[8]Deere J Magner E Wall J G et al Chem Commun [J ] 2001:465 466[9]Unger K K Kumar D Grun M et al J Chromatogr A [J ] 2000 892:47 55[10]Gallis C W Eklund A G Jull S T et al Studies in Surface Science and Catalysis [J ] 2000 129:747 755[11]Gallis C W Araujo J T Duff K J et al Adv Mater [J ] 1999 11:1452 1455[12]SUN Jin -Yu (孙锦玉D Z~AO Dong -Yuan (赵东元D Chem J Chinese Universities (高等学校化学学报D 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increasing molecular capacity factors The uniform distributed mesopores in SBA -15result in ~PLC peaks narroWer than that of commercial column Mesoporous SBA -15can be used as an excellent ~PLC stationary phase for spe-cial applications for its loW cost easy synthesis and various group -modificationsKe w o rds Mesoporous silica ;SBA -15;~PLC ;Mercapto compound(Ed :A G D7941No 8高峰等:中孔分子筛SBA -15 作为液相色谱固定相以及在巯基化合物分离中的应用中孔分子筛SBA-15作为液相色谱固定相以及在巯基化合物分离中的应用作者：高峰， 赵建伟， 张松， 周峰， 金婉， 张祥民， 杨芃原， 赵东元作者单位：复旦大学化学系,上海,200433刊名：高等学校化学学报英文刊名：CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES年，卷(期)：2002,23(8)被引用次数：68次1.Feng X;Fryxell G E;Wang L Q查看详情 19972.Tolbert S H;Firouzi A;Stucky G D查看详情 19973.Yang P D;Zhao D Y;Margolese D I查看详情 19984.Zhao D Y;Feng J L;Huo Q S查看详情 19985.Han Y J;Stucky G D;Butler A查看详情 19996.Washmon-Kriel L;Jimenez V L;Balkus K J查看详情 20007.Yiu H H P;Botting C H;Botting N P查看详情 2001(15)8.Deere J;Magner E;Wall J G查看详情 20019.Unger K K;Kumar D;Grun M查看详情 200010.Gallis C W;Eklund A G;Jull S T查看详情 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Al掺杂SBA-15介孔材料的合成与吸附性能研究宁静慧【摘要】采用两步水热法合成了Al掺杂SBA-15介孔分子筛,并且用XRD、SEM、N2吸附与UV-Vis对所合成的样品进行表征.考察了Al掺杂SBA-15介孔分子筛的有序度、表面形貌、比表面积、Si/Al比以及对亚甲基蓝吸附性能的影响.结果表明:介孔材料保持了完好的二维六方介孔结构,表面形貌无变化,比表面积减小,铝元素均匀地掺杂于SBA-15的骨架当中,Si/Al约为21.4;Al掺杂SBA-15对水溶液中的亚甲基蓝展现出良好的吸附性能,在15 min内,吸附率达96％.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2019(048)001【总页数】5页(P51-54,74)【关键词】两步法;Al-SBA-15;吸附性能【作者】宁静慧【作者单位】宝鸡职业技术学院生物与建筑工程学院,陕西宝鸡721013【正文语种】中文【中图分类】O643染料污染是一个令人担忧的环境问题，因为它对人类以及动植物会产生很大的危害。

染料是有色的有机化合物，广泛应用于纺织、皮革、造纸、食品添加剂、化妆品等行业[1]。

大多数染料都有复杂的芳香族结构，即使在有氧化剂的情况下，在光或热作用下也能稳定存在和不可降解[2]。

长期摄入含有过量染料的水可能具有诱变和致癌作用，在更严重的情况下，会对人类的肝脏、消化系统和中枢神经系统造成直接的严重损害[3]。

因此，在废水排放到环境中之前，有必要对含有染料的废水进行净化，以满足排放要求。

在众多的染料废水处理方法中，吸附法在操作上的便捷性和对有毒污染物的不敏感性等方面被认为是一种很有前途的、经济的水净化方法[4-5]。

活性炭作为一种高效的吸附剂在废水处理中有着悠久的历史，但由于其材料成本高、分离工艺难度大，并不是广泛应用于工业的理想材料[6]。

因此，开发一种高吸附能力、低成本、易分离的吸附剂成为科学家和研究人员的目标[7]。

SBA-15作为一种介孔二氧化硅材料，由于其规则的孔道结构、高的比表面积、较窄的孔径分布等显著特性，在吸附领域受到人们的广泛研究[8-11]。

2014年8月 陕西理工学院学报（自然科学版） Aug.2014第30卷第4期 Journal of Shaanxi University of Technology （Natural Science Edition ）Vol.30 No.4［文章编号］1673-2944（2014）04-0046-05SBA-15基功能材料吸附应用研究进展王俊宏（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中723000）［摘 要］ 介孔SBA-15分子筛因具有较大的孔径、较高的比表面积和较厚的孔壁，在催化、吸附、分离、药物控释以及化学传感等领域得到广泛的应用。

介绍了介孔分子筛的发展过程，并着重就SBA-15基功能材料在吸附应用方面的研究状况进行概述，最后展望了SBA-15功能材料未来的发展方向与应用前景。

［关 键 词］ SBA-15； 功能材料； 吸附应用［中图分类号］ X51；X52 ［文献标识码］ A收稿日期：2014-02-21基金项目：2013年汉中市科技发展计划研究项目（2013hzzx-49）作者简介：王俊宏（1967—），男，河南省林州市人，陕西理工学院讲师，博士，主要研究方向为能源化工与催化新材料。

0 引 言环境保护是我国的一项基本国策，但由于社会的发展与工业化进程的加速，不可避免地带来了环境方面的一系列问题，使得大气、水体等的污染程度加剧。

目前，处理这些污染物的方法较多，大都是根据物质性质而采用不同的方法去除。

在所有的治理方法中，吸附法具有更多的优势，它既能使某些污染物得到去除，又能实现一些重要物质的回收，更重要的是吸附剂能够循环使用，这样可以极大地减少吸附剂的消耗，提高经济效益，是治理大气、水体污染的较佳选择。

吸附的发生是由于吸附质分子与吸附剂表面分子之间的相互作用。

这种吸附大多是物理吸附，不会发生吸附质结构的改变，吸附速度快，不需活化能就能较快达到吸附平衡，而且是可逆吸附［1］。

在吸附过程中，吸附剂的选择是关键。

富含羧基的球形介孔分子筛SBA-15的合成及药物释放性能聂鑫;曲凤玉;李晓丰;林惠明【摘要】原位合成了富含羧基的SBA-15球形介孔分子筛.研究了修饰剂三烷氧基氰乙基硅烷(CTES)的用量对介孔分子筛SBA-15形貌、孔径及BET比表面积的影响.用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)和氮气吸附/脱附手段对样品进行了详细的表征.SBA-15分子筛展示了尺寸在0.5～1μm规则的球形形貌、有序的二维六方相介孔结构及较大的比表面积和孔容,并且随着修饰剂用量的增加,SBA-15的孔径变小,比表面积下降.药物负载及释放性能测试表明,其具有较好的药物吸附与释放性能.%Mesoporous SBA-15 spheres with abundant carboxyl were synthesized by a one-step method. The effects of CTES amount on the morphology, pore size and BET surface area of mesoporous SBA-15 were investigated. The samples were characterized by powder X-ray diffraction ( XRD) , scanning electron microscopy ( SEM) , infrared ( IR ) spectra and nitrogen adsorption/desorption techniques. The morphologies of as-obtained products are sphere-like. The materials possess highly ordered hexagonal mesoporous structure, large specific surface area and pore volume, and the pore sizes range from 0. 5 μm to 1 μm. The results show the pore size and the surface area of the materials decrease with the increase of the amount of CTES, obviously. The material has good assembly and drug delivery profiles. As-synthesized products have potential applications in catalysis, drug delivery and fillings for chromatography analysis.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2011(032)007【总页数】5页(P1478-1482)【关键词】羧基修饰;介孔SBA-15;原位合成;球形;药物缓释【作者】聂鑫;曲凤玉;李晓丰;林惠明【作者单位】哈尔滨师范大学化学化工学院;哈尔滨师范大学化学化工学院;功能材料设计合成与绿色催化黑龙江省高校重点实验室,哈尔滨,150025;哈尔滨师范大学化学化工学院;哈尔滨师范大学化学化工学院;功能材料设计合成与绿色催化黑龙江省高校重点实验室,哈尔滨,150025【正文语种】中文【中图分类】O614.4介孔分子筛是指孔径为2～50 nm、孔分布均匀、具有规则有序孔道结构的无机多孔材料.通常以表面活性剂为模板剂，利用溶胶、凝胶、乳化或微乳化等方法，通过控制有机物和无机物之间的界面作用来合成.超分子模板法制备介孔氧化硅材料的研究始于1990年［1］，而真正引起广泛关注的是1992年Yanagisawa［2］和Beck等［3］分别报道的以表面活性剂为模板剂在碱性条件下合成的高度有序且孔径均一的介孔二氧化硅分子筛M41S.该介孔氧化硅材料具有规则有序的周期性孔道结构、高度均一的孔径分布以及较高的比表面积.1998年，Zhao等［4］首次以三嵌段共聚物P123为模板剂在酸性条件下合成出介孔分子筛SBA-15.由于它具有比MCM-41更大的孔径和孔容及更高的水热稳定性，十分有利于实现孔道内的异质组装［5］，因此在大分子吸附、分离、生物组装［6］、纳米反应器、催化反应、电化学和光学传感［7，8］等领域显示出广阔的应用前景.此外，嵌段共聚物具有价廉、无毒、可生物降解、适应经济和环保需求等优点，因而以其为模板剂的介孔材料的合成与应用研究近年来备受关注.介孔氧化硅材料表面含有丰富的自由硅羟基，因而具有良好的化学反应活性.氢键硅羟基虽然没有化学活性，但其受热后可转变成自由硅羟基［9］.具有化学活性的硅羟基是介孔材料表面化学改性的基础，通过表面硅羟基与活性组分相互作用，可将催化活性位引入孔道或骨架.对介孔分子筛SBA-15进行修饰的方法大体可分为原位合成法(在分子筛合成的同时完成改性过程）和后合成法(在分子筛合成之后再对其进行修饰）两类.目前有关介孔分子筛SBA-15的制备和性质的报道很多，但所合成的SBA-15材料的形貌大多为棒状.孙锦玉等［10］以 P123为表面活性剂，N，N-二甲基甲酰胺(DMF）为修饰剂，采用原位合成法获得了“面包圈”状高度有序的大孔径分子筛SBA-15［10］，但有关球形SBA-15的报道较少［11］.本文采用原位合成法合成了羧基修饰的球形SBA-15分子筛，通过调整修饰剂的用量实现了对SBA-15形貌的控制生长，并研究了该体系对药物盐酸二甲胍的释放能力.1.1 试剂与仪器EO20PO70EO20(P123，Aldrich，平均分子量5800），正硅酸乙酯(TEOS，天津市光复精细化工研究所），三烷氧基氰乙基硅烷(CTES，Aldrich），无水乙醇(哈尔滨市化工试剂厂），盐酸(HCl，天津市科密欧化学试剂开发中心），盐酸二甲基双胍(MetH，山东科源制药有限公司）.所用试剂均为分析纯.X射线粉末衍射(XRD）采用Siemens D5005型衍射仪，扫描速度1°/min.氮气吸附/脱附采用Micromeritics ASAP 2010 M分析仪.扫描电镜照片在Hitachi S-4800扫描电子显微镜上获得(加速电压200 kV）.JASCOFT/IR-420型红外光谱仪.1.2 实验过程1.2.1 SBA-15的合成将4 g P123加入到30 g水与120 g 2 mol/L HCl的混合溶液中，搅拌使其溶解，然后加入8.50 g TEOS，搅拌5 min.混合液在35℃静置陈化20 h后，于100℃晶化5 d.将所得产物洗涤，过滤，室温干燥后在550℃焙烧5 h除去表面活性剂.1.2.2 羧基修饰的SBA-15的合成将2 g P123加入到75 g 2 mol/L HCl中，搅拌使其溶解，然后加入4.50 g TEOS和0.2 g CTES于35℃搅拌2 h，过滤后用乙醇洗涤3次.将所得产物过滤，室温干燥后加入到50%(质量分数）H2SO4中，在100℃加热24 h，冷却后过滤，并用去离子水洗涤至中性，即得到产物0.2CTES/SBA-15.改变CTES的用量为0.6 g，得到0.6CTES/SBA-15.1.2.3 药物组装分别将0.168 g SBA-15，0.2CTES/SBA-15加入到10 mL 0.10 mol/L的MetH水溶液中，磁力搅拌2 h后，用5G熔砂漏斗过滤，采用紫外法测定滤液中药物的残留量，用差减法计算出组装体中MetH的含量.1.2.4 药物释放将上述组装体在4 MPa下压片后于37℃下浸泡于300 mL模拟人工肠液中，定时吸取释放液3 mL，每次吸取后及时补充等量的模拟人工胃液，吸取液用0.45 μm微孔滤膜过滤，稀释25 mL，采用紫外法测定药物的释放量.2.1 粉末X射线衍射分析图1为SBA-15和不同剂量CTES修饰的SBA-15的XRD谱图.未修饰的SBA-15样品在2θ=0.9°有1个较强的衍射峰，在1°～2°有2个较弱的衍射峰.其中2θ=0.9°附近的强衍射峰归属为产物的(100）晶面，在1°～2°间出现的2个较弱的衍射峰分别对应产物的(110）和(200）晶面.这说明产物具有有序的二维六方介孔结构［12］.加入0.2 g CTES修饰剂合成的材料在1°～2°仍然可见2个衍射峰，但在0.6CTES/SBA-15的XRD谱中，2个小的衍射峰则不可分辨.此外，随着修饰剂量的增加，衍射峰强度逐渐减弱，说明介孔分子筛的有序性随着修饰剂用量的增加而降低.对比3个材料的XRD峰可知，随着修饰剂加入量的增大，(100）面衍射峰的位置向小角度方向移动，晶面间距和晶胞参数随之增大.2.2 SEM 分析图2为SBA-15和不同用量CTES修饰的SBA-15分子筛的SEM照片.未修饰的SBA-15［图2(A）］具有棒状形貌，长度约1 μm，这与文献［13］报道的六方相介孔SBA-15的形状相近；加入0.2 g CTES修饰之后［图2(B）］，分子筛的形貌变成球形，球的表面光滑，其直径从0.2 μm到2 μm不等；而加入0.6 g CTES修饰剂的分子筛球的大小比较均匀，孔径约为2 μm，但球之间的单分散性明显降低，并出现团聚现象［图2(C）］.2.3TEM 分析图3是介孔分子筛SBA-15和0.2CTES/SBA-15的透射电镜照片.由图3可以看出，SBA-15与0.2CTES/SBA-15均具有高度有序的六方相直孔道结构，这与粉末X射线衍射图谱分析结果一致.由透射电镜照片可知，球形颗粒状形貌的SBA-15具有贯穿的球形孔道.而棒状形貌的0.2CTES/SBA-15的孔道沿长轴方向延伸.2.4 氮气吸附脱附特性图4为SBA-15和CTES修饰的SBA-15的吸附等温线和孔径分布曲线.从图4(A）可以看出，SBA-15呈现典型的Ⅳ型等温线和H1型滞后环，表明其具有良好的一维柱状孔道结构.加入0.2 g CTES与0.6 g CTES修饰后的SBA-15呈现近似的Ⅳ型吸附等温线和H1型滞后环，只是由于比表面积、孔容和孔径的下降导致氮气的吸附量下降.由图4(B）可以看出，未修饰的SBA-15平均孔径为6.1 nm，0.2CTES/SBA-15孔径下降至4.5 nm，0.6CTES/SBA-15的孔径下降至3.9 nm.表1列出了样品的比表面积、孔容以及平均孔径.由表1数据可知，SBA-15具有较大的比表面积和孔容，平均孔径为6.1 nm.加入修饰剂后所得样品的孔径变小，相应的比表面积和孔容也随之降低.这可能是由于—COOH嫁接到分子筛上占据了一部分孔道所致.2.5 红外光谱分析图5为SBA-15介孔分子筛及0.2CTES/SBA-15的红外光谱.可以看出，未修饰的SBA-15在1629 cm－1有1个归属于Si—O—Si的吸收峰［14］，修饰后该峰位置没有改变.修饰后的样品在1721 cm－1处的吸收峰归属为羧基的振动吸收峰，该吸收峰的出现表明—COOH已经成功地嫁接到SBA-15分子筛上.2.6 药物装载及缓释有序介孔材料由于具有丰富的孔道结构和大的比表面积而在药物缓控释领域具有广阔的应用前景.图6示出了修饰和未修饰的SBA样品中组装的MetH(2 h）的量随其浓度的变化.当MetH的浓度达到0.1 mol/L时，2个样品的载药量均达到最大.SBA-15的最大载药量为25.32%，而0.2CTES/SBA-15的最大载药量可达52.3%.这是由于修饰后的材料表面富含—COOH，这些基团可与药物分子中的—NH2产生氢键作用，因而即使在比表面积较小的情况下仍具有较大的载药量.图7为载药后的样品在胃液中的缓释曲线.由图7可以看出，SBA-15体系在1 h内有18.08%的首释放，经30 h后释放60.98%.0.2CTES/SBA-15体系在1 h内有31.97%的首释放，48 h后释放58.95%.结果表明，修饰后的SBA-15的初始释放率比SBA-15高，但其18 h后释放率比SBA-15低，48 h后才释放完全.这是因为MetH分子中的—NH与孔壁上的—COOH形成氢键作用，因而0.2CTES/SBA-15表面吸附的药物要比未修饰的SBA-15高得多，故其最初释放率要比SBA-15高.但由于修饰的SBA-15的孔道比未修饰的SBA-15的窄，因此药物通过孔道的速率较慢，缓释时间延长.原位合成了富含羧基的球形SBA-15介孔分子筛，并研究了修饰剂CTES的用量对介孔分子筛形貌、孔径及比表面积的影响.结果表明，介孔分子筛的形貌主要取决于修饰剂的用量.与SBA-15相比，加入CTES修饰之后产物的形貌由棒状变为球状.药物释放性能测试表明，—COOH嫁接到孔壁后载药量增加.药物在修饰后的SBA-15中的释放时间延长至48 h，这是因为孔道内的药物分子释放速度快慢与孔壁上的基团相关.SBA-15的孔壁富含硅羟基，而羧基修饰的SBA-15孔壁上富含羧基，由于药物分子MetH与羧基的作用要强于其与硅羟基的作用，所以释放缓慢.此外，该材料在催化载体和色谱分析填料等领域也具有潜在的应用.【相关文献】［1］Yanagisawa T.，Shimizu T.，Kuroda K.，Kato C..Bull.Chem.Soc.［J］，1990，63(5）:988—992［2］Kresge C.T.，Leonowicz M.E.，Roth W.J.，Vartuli J.C.，Beck J.S..Nature［J］，1992，359:710—712［3］Beck J.S.，Vartuli J.C.，Roth W.J.，Leonowicz M.E.，Kresge C.T.，Schmitt K.D.，Chu C.T.W.，Olson D.H.，Sheppard E.W.，McCullen S.B.，Higgins J.B.，SchlenkertJ.L..J.Am.Chem.Soc.［J］，1992，114:10834—10843［4］Zhao D.Y.，Feng J.L.，Huo Q.S..Science［J］，1998，279:548—552［5］Zhang Z.，Han Y.，Zhu L..Angew.Chem.Int.Ed.［J］，2001，40(7）:1258—1262 ［6］Xu W.，Qiang G.，Xu Y.，Wu D.，Sun Y.H.，Shen W.L.，Deng 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功能化炭基磁性介孔材料的制备及其对铀的吸附性能彭国文;肖方竹;孙世雄;张志军;胡南;王晓亮;丁德馨【摘要】以介孔氧化硅SBA-15为模板 ,通过纳米浇筑法在模板孔道中引入不同质量的铁源和炭源作为前驱物 ,经过原位聚合反应 ,再使用[3-(三甲氧基硅烷)丙基]脲(UPTS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APS)有机试剂对其表面进行后嫁接改性 ,得到介孔结构规整有序的功能化炭基磁性介孔材料(FCMMC).并通过红外光谱(FT-IR)、N2 吸附-脱附分别表征了FCMMC的结构.考察了溶液pH值、铀初始浓度、吸附剂用量和吸附时间等因素对FCMMC吸附铀的影响.结果表明 :炭基和铁基均被负载在介孔氧化硅基体上 ,FCMMC具有较高的比表面积和较窄的孔径分布.FCMMC吸附铀的最佳条件为 :pH=6.0、铀初始浓度25 mg/L、FCMMC用量40 mg、吸附时间1.0 h.对吸附动力学模型和吸附等温模型进行了分析 ,FCMMC对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型 ,吸附等温线符合Langmuir等温线模型 ,最大理论吸附量为128.69 mg/g.同时 ,使用3种不同的解吸剂对FCMMC解吸再生8次后 ,其对铀的吸附率均在80% 以上 ,说明FCMMC具有良好的再生性能.%The macroporous silica SBA-15 as the hard template ,a novel functionalized carbonaceous magnetic mesoporous composite (FCMMC ) with highly ordered meso-porous structure was obtained using ferric nitrate and glucose as the precursors via one-step nanocasting followed by in-situ polymerization reaction ,and using organic reagents UPTS and APS after grafting modification on its surface .FT-IR and N2 adsorption-stripping experiment were used to characterize FCMMC ,and the factors impacting the adsorption of uranium on FCMMC were investigated including pH value ,initial concen-tration of uranium ions ,FCMMC dosage andadsorption time .The results show that the carbon and iron resource are successfully loaded on the mesoporous silica substrate , respectively .And FCMMC has high specific surface area and narrow pore size distribu-tion .The optimal adsorption conditions are as following :The pH of the solution is 6.0 , initial concentration of uranium ions is 25 mg/L ,the FCMMC dosage is 40 mg and the adsorption time is 1.0 h .The kinetic model can be described by the pseudo-second-order model well ,and its correlation coefficient is above 0.99 .The isotherm model is fitted to Langmuir adsorption model , and the maximal theoretical adsorption capacity is 128.69 mg/g .At the same time ,the adsorption rate is over 80% after FCMMC regen-erated 8 times using three different desorption agents .This shows that FCMMC has good regeneration performance .【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2015(049)012【总页数】7页(P2138-2144)【关键词】炭基磁性介孔材料;功能化;铀;吸附性能;再生性能【作者】彭国文;肖方竹;孙世雄;张志军;胡南;王晓亮;丁德馨【作者单位】南华大学化学化工学院,湖南衡阳 421001;南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室,湖南衡阳 421001;南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室,湖南衡阳 421001;青海金瑞矿业发展股份有限公司,青海西宁 810008;南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室,湖南衡阳 421001;南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室,湖南衡阳 421001;南华大学化学化工学院,湖南衡阳421001;南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室,湖南衡阳 421001【正文语种】中文【中图分类】O648;TQ317为满足核电持续健康的发展和国防建设的需要，铀作为重要的核燃料和战略物质，仍需加大对铀矿的开采和冶炼力度［1］。

有机改性SBA-15的直接合成及对二苯并噻吩的吸附陶小娟;杜新贞【摘要】直接合成了有机改性的介孔材料SBA-15,用XRD、元素分析法、酸碱滴定等方法对样品进行了表征.结果表明,制备的样品具备了较好的孔道结构和较高的热稳定性,并且成功地键合了一定量的质子酸中心.SBA-15-SO3H具有较高的Ag+交换率,在正辛烷和二苯并噻吩(DBT)组成的汽油模拟体系中,吸附载体用量不变的情况下,DBT的初始浓度为4 000 mg/L时,测得SBA-15-SO3Ag对硫吸附量达到了12.15 mg/g.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2009(031)007【总页数】5页(P33-37)【关键词】介孔材料;有机改性;二苯并噻吩;离子交换;吸附【作者】陶小娟;杜新贞【作者单位】兰州石油机械研究所,甘肃,兰州,730050;西北师范大学化学化工学院,甘肃,兰州,730070【正文语种】中文【中图分类】TM2850 引言自1992年Mobil公司[1]成功合成M41S系列新型介孔材料以来，这些材料在分子择形性催化[2]、吸附[3]、色谱分离[4]及主-客体组装[5]等领域得到了快速发展和广泛应用.SBA-15与MCM-41都具有六方立柱型结构，但SBA-15比MCM-41具有更大的孔径、更厚的孔壁及更高的水热稳定性[6-7]，以SBA-15为基体的介孔材料因其更优良的性能引起了广泛的关注.然而，这些硅基介孔材料骨架网络中晶格缺陷少，缺乏质子酸和Lewis酸中心，其反应的活性不高，一般通过掺杂、有机修饰和固载金属络合物等手段来改善其性能.介孔材料内表面的硅中有20％左右含有孤立的Si—OH[8]，这些基团可以作为有机改性的活性点，与硅烷偶联剂发生缩合反应生成稳定的Si—O—Si，从而使有机基团负载于介孔材料表面，生成有机/无机介孔复合体.本实验应用此法合成了—(CH2)3—SH和—(CH2)3—SO3H 表面改性的介孔SBA-15材料，通过与Ag+进行交换反应后作为吸附剂，考察了其在汽油模拟体系中脱除DBT的效果，进行了汽油深度脱硫的初步研究.1 实验部分1.1 实验试剂聚乙二醇-聚丙三醇-聚乙二醇三嵌段共聚物(P123，分子式EO20PO70EO20，Aldrich)；3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS，Aldrich)；二苯并噻吩(DBT，Aldrich)；正硅酸乙酯(TEOS，分析纯，西安化学制剂厂)；硝酸银(分析纯，西安化学制剂厂)；过氧化氢(质量分数30％，分析纯，莱阳双双化工有限公司)；盐酸(质量分数36％，分析纯，莱阳双双化工有限公司)；正辛烷(分析纯，天津市博迪化工有限公司)；无水乙醇(分析纯，天津市化学试剂六厂).1.2 材料的合成各反应物的摩尔比为：n(P123)/n(TEOS)/n(MPTMS)/n(HCl)/n(H2O)=7×10-3/0.369/0.041/2.4/66.7[9].将P123加入到一定浓度的盐酸中完全溶解.40 ℃搅拌1 h后，剧烈搅拌下逐滴加入TEOS，继续搅拌1 h，再加入MPTMS和H2O2，连续搅拌20 h.90 ℃恒温静止晶化24 h，将得到的混合物冷却至室温，抽滤，洗涤至中性，80 ℃干燥得白色粉末(P123-SBA-15-SO3H)，用无水乙醇萃取回流6 h(每1.5 g原粉用去200 mL乙醇)，除去模板剂P123，得到的混合物抽滤，并先后用乙醇和二次水反复冲洗，80 ℃干燥得产物(SBA-15-SO3H).在合成条件不变的情况下，不加入H2O2，得到样品P123-SBA-15-SH及SBA-15-SH.不加入MPTMS与H2O2，得到样品P123-SBA-15及SBA-15.1.3 离子交换和吸附实验取10 mL的0.1 mol/L的Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Ag+、Hg2+溶液分别与0.1 g SBA-15-SH和SBA-15-SO3H在室温条件下搅拌6 h，抽滤，滤饼在60 ℃干燥24 h，分别与一定浓度DBT的正辛烷溶液反应1 h.抽滤后用UV-Vis法测定滤液中剩余DBT的量来确定材料对DBT的吸附量.1.4 样品表征以Advance X-射线衍射仪(电压40kV，电流60mA，CuKα)测定样品结构，以Perkin-Elmer 元素分析仪评估材料有机物键合量，以雷磁pHS-3C型pH计测定材料表面的酸中心数，以Nicolet 670 FT-IR红外光谱仪(KBr压片)进行红外光谱测定，以Shimazdu DT-40差热分析仪考察材料的热稳定性能，以ASAP 2010型物理吸附仪测定样品的氮气吸附-脱附曲线，以Agilent 8453型紫外-可见分光光度计测定材料的吸附量.2 结果与讨论2.1 小角X射线衍射表征从制备的SBA-15、SBA-15-SH和SBA-15-SO3H样品的XRD谱(图1、图2)可得出，三种样品均在2θ=0.8 °(左右显示强的(100)衍射峰，在2θ=1.5～2.0 °区域也均有两个相对较弱的(110)和(200)晶面衍射峰.材料的三个晶面的(2θ)2比值约为1∶3∶4，说明样品的孔道具有六方对称性，是典型的SBA-15骨架特征[10].图1 SBA-15-SH的XRD谱图Fig.1 XRD patterns of SBA-15-SH注：a.SBA-15-SH；b.P123-SBA-15-SH.图2 样品的XRD谱图Fig.2 XRD patterns of samples注：a.SBA-15；b.SBA-15-SO3H；c.SBA-15-SO3Ag.样品SBA-15-SH和SBA-15-SO3H在大角度区域的两个衍射峰强度比SBA-15有所降低，说明用MPTMS进行表面改性时，巯丙基和丙基磺酸基成功接枝于材料孔道中，使得材料的孔道结构有序性有一定程度的下降.但所有样品的XRD峰型和位置都基本没有发生改变，说明这几种材料都具有典型的SBA-15介孔特征.图1为材料SBA-15-SH脱除模板剂前后的XRD图.SBA-15-SH与未除去模板剂相比，衍射峰强度稍有增大，且晶胞参数减小，这是由于脱除模板剂时，材料骨架热振动可使分子筛的结构进一步完善，结晶度提高，同时使得Si—OH缩合而引起孔道收缩.当Ag+与材料进行交换反应得到SBA-15-SO3Ag后，材料的(100)晶面衍射峰强度有所下降，(110)和(200)晶面衍射峰已经消失.由此可知，Ag+进入孔道以后，介孔结构规整性会进一步下降，但仍保持介孔特征.2.2 元素分析结果及酸中心数的测定用元素分析的方法定量评估了SBA-15-SH和SBA-15-SO3H的有机物表面接枝率，结果列于表1中.两种材料的有机物质量分数分别为26.31％和33.80％，说明有机基团已成功键合于介孔材料上.表1 样品元素分析结果Table 1 Elemental analytical results of samples样品名称C/％H/％O/％S/％有机物质量分数/％SBA⁃15⁃SH12．212．64011．4626．31SBA⁃15⁃SO3H5．632．1415．6210．4133．80用酸碱滴定法测得SBA-15-SH和SBA-15-SO3H的酸中心数，与理论酸中心数相比[7]，材料SBA-15-SO3H酸性中心表面接枝率达到75.54％.说明有75.54％的表面Si—OH与MPTMS缩合而被覆盖，进一步表明合成了强酸性介孔二氧化硅复合体.2.3 FT-IR光谱表征图3为样品的红外光谱，1 093 cm-1和803 cm-1处的吸收峰是由SBA-15骨架的Si—O—Si键的伸缩振动引起的，465 cm-1处的吸收峰对应Si—O—Si键的弯曲振动，951 cm-1处的吸收峰是由端羟基Si—OH的伸缩振动引起的.当加入偶联剂MPTMS后，改性后样品的Si—OH吸收峰强度比纯硅有所降低，说明偶联剂与端羟基发生反应，键合于SBA-15表面.样品a、c中，C—H键的吸收峰出现在2 850～2 980 cm-1范围和1 460 cm-1处，C—O—C键的吸收峰出现在1 350～1 377 cm-1范围内，这几个峰属于原粉骨架上还没有脱除的模板剂P123.样品P123-SBA-15-SO3H除去模板剂后，可以看出C—H键和C—O—C键的吸收峰已明显减弱.且样品SBA-15-SO3H和纯硅基样品SBA-15相比，属于有机接枝官能团中C—H键的吸收峰明显增强，丙基磺酸基已成功嫁接于硅骨架上.在2 850～2 980 cm-1范围和1 460 cm-1处的属于硅烷偶联剂MPTMS上的丙基基团的C—H键的吸收峰也较明显，且在2 580 cm-1处可以观察到微弱的—SH的特征峰[11].图3 样品的FT-IR图谱Fig.3 FT-IR spectra of samples2.4 样品的热重分析图4和图5是SBA-15改性前后的热重分析曲线，三种样品在100 ℃左右都有不同程度的失重，这是由于样品孔道内部及表面存在的吸附水受热汽化的缘故.图4 样品的TGA分析曲线Fig.4 TGA curves of samples图5 样品的DTA分析曲线Fig.5 DTA curves of samplesP123在210 ℃之前分解，造成P123-SBA-15由于模板剂脱除而大量失重.已经脱除了模板剂的样品在210 ℃左右也出现少量失重，说明改性样品经萃取脱模后P123有少量残留.样品SBA-15-SO3H在200～400 ℃温度范围内的少量失重是由于与MPTMS反应后接枝于硅骨架上的很少一部分没有氧化成—SO3H的巯丙基的分解导致.随着温度的继续升高，键合于介孔表面的磺酸基在500 ℃左右受热开始分解，可知SBA-15-SO3H材料表面的磺酸基很稳定，分解温度高于450 ℃[12].样品SBA-15-SH在300～430 ℃有一很大程度的失重，是由于巯丙基受热分解所致.从相对应的DTA分析曲线同样可以看出，三种材料分别在200、410和530 ℃左右出现了明显的放热峰，这三种放热峰分别对应于模板剂P123、巯丙基和丙磺酸基的受热分解.从失重和差热曲线可以看出，纯硅基介孔材料改性后的两种材料都具有较高的热稳定性，且SBA-15-SO3H的稳定性高于SBA-15-SH.2.5 吸附-脱附图6是离子交换前后材料的N2吸附-脱附等温线及孔径分布图.图6 N2吸附-脱附等温线及孔径分布图Fig.6 N2 adsorption-desorption isotherms and pore size distribution样品的N2吸附-脱附等温线的形状为Langmuir IV型 (IUPAC)，是典型的介孔物质吸附类型[13].且存在由于孔道内的毛细管凝聚作用而形成的H1型滞后环，滞后环的出现说明样品具有开放型的形状规则的筒形孔，且有相对较高的孔径均一性和孔道联通性，陡峭的吸-脱附等温线和孔径分布图都可以说明样品的孔径分布较窄.虽然孔径分布图的形状有点不同，但两材料平均孔径都分布在4～5 nm之间.随着压力的增大，氮气分子吸附量不断增加.在P/P0=0.4左右等温线有一明显突跃，这是由于氮气分子在介孔孔道内发生毛细管凝聚，使吸附量急剧增加[14].从表2中孔道结构参数可以看出，两种材料都具有较大的比表面积、孔径和孔容.但当Ag+通过交换进入材料孔道后，比表面积从702 m2/g降至503 m2/g，孔容由0.86 cm3/g减小至0.56 cm3/g，孔道的长程有序性受到一定的影响.图6中等温线高度的下降，低压滞后环的形状和大小的变化，也印证了这一点.但样品SBA-15-SO3Ag还是保持了基本的介孔结构.表2 样品的物理参数Table 2 Physical parameters of the samples样品名称SBET/(m2·g-1)DBJH/nmVp/(cm3·g-1)DA/nm壁厚/nmSBA⁃15⁃SO3H7024．750．864．886．69SBA⁃15⁃SO3Ag5034．250．5 64．447．102.6 材料的Ag+交换以DBT作为吸附目标物，正辛烷作为溶剂来模拟汽油体系，以SBA-15-SH和SBA-15-SO3H为吸附剂直接对DBT的脱除效率很低.因这两种材料都具有较高的酸中心数，通过离子交换反应可在吸附剂表面键合一定量的软Lewis酸中心，使得软的Lewis碱DBT中的S原子产生极化，从而可以形成稳定的配合物[15]，进而实现对DBT分子的吸附.选用几种金属离子作为软Lewis酸中心.测定结果表明，在相同条件下，Ag+与SBA-15-SO3H进行离子交换所得的材料SBA-15-SO3Ag 对DBT的吸附效果最好.由文献[16]可知，Ag+空的S轨道可形成σ键，而它的d 轨道能够把电子云反馈至DBT的芳香环的反键π*轨道，从而形成π键，所以SBA-15-SO3Ag吸附剂可以通过直接形成S-Ag键脱除含S的DBT.当反应时间为6 h，溶液的pH值为4，AgNO3溶液的浓度为0.1 mol·L-1时，Ag+的交换量达到最大值.2.7 DBT的吸附交换有金属离子的材料SBA-15-SH和SBA-15-SO3H对10 mL 500 mg/L的DBT的正辛烷溶液进行吸附.通过UV-Vis法测定，各材料对DBT的吸附结果如表3所示.从表中数据可知，所有与金属离子进行交换的材料中，SBA-15-SO3Ag在相同条件下对DBT的吸附效果最好且达到77.01％，明显高于其它材料.所以本实验选用SBA-15-SO3Ag进行进一步的吸附性能测定.表3 SBA-15材料对DBT的吸附结果Table 3 Adsorption of DBT onto SBA-15 materials样品名称FeCoNiCuZnCdAgHg吸附率/％SBA⁃SH47．1547．6048．1846．8047．2547．2147．1947．06SBA⁃SO3H 46．0246．6946．8246．2846．6547．7477．0147．20DBT/(mg·g-1)SBA⁃SH23．5823．8024．0923．4023．6223．6023．5923．53SBA⁃SO3 H23．0123．3523．4123．1423．3223．8738．5023．60S/(mg·g-1)SBA⁃SH4．094．134．184．064．104．104．104．09SBA⁃SO3H3．994．054．064．014．044．146．694．10继续考察了SBA-15-SO3Ag在正辛烷溶液中对浓度分别为500 mg/L、2 000mg/L和4 000 mg/L的DBT的吸附效率(如表4所示).表4 SBA-15-SO3Ag对DBT的吸附Table 4 Adsorption of DBT onto SBA-15-SO3AgCDBT/(mg·L-1)50020004000吸附率/％77．0125．1717．49DBT/(mg·g-1)38．5050．3469．96S/(mg·g-1)6．698．7412．15当DBT浓度为500 mg/L时的吸附效率最高，可达到77.01％，大部分的目标分子被吸附脱除，这给化学吸附脱硫提供了有用的参考.随着DBT浓度的增加，相同量的吸附材料对目标分子的吸附效率逐渐下降，但绝对吸附量不断提高.当DBT的浓度达到4 000 mg/L时，对硫的吸附量达到了12.15 mg/g.3 结语a. 采用直接合成法成功合成了具有良好介孔结构、大的比表面积的硅基材料SBA-15-SH和SBA-15-SO3H，该材料热稳定性高，有较强的酸性，酸中心数分别达到了1.03 mmol/g和1.09 mmol/g.b. SBA-15-SO3H在与硝酸银进行离子交换反应后得到的材料SBA-15-SO3Ag仍然保持了较好的结构特征，且该材料对汽油模拟体系中的DBT有较好的吸附能力，DBT浓度为4 000 mg/L时，吸附容量可以达到12.15 mg/g，说明该方法可以用来降低燃料油中硫含量，从而减少环境污染.不但是对目前工业化脱硫所使用的催化加氢脱硫法(HDS)的一种有利的补充，并且比HDS法对反应条件和设备的要求低，造价低廉.参考文献：[1]Chen L Y，Jaeniche S，Chnak G K. Thermal and hydrothermal stability of framework- substituted MCM-41 mesoporous materials[J]. Micropor Mater，1997，12(4/5/6)：323-330.[2]Ying J Y，Mehnert C P，Wong M S. Synthesis and applications of supramolecular-templated mesoporous materials[J]. Angew Chem Int Ed，1999，38(1/2)：56-77.[3]Lee H，Yi J. Removal of copper ions using functionalized mesoporous silica in aqueous solution[J]. Sep Sci Technol，2001，36(11)：2433-2448. [4]Zhao Jian wei，Gao Feng，Fu Yun lin，et al. Biomolecule separation using large pore mesoporous SBA-15 as a substrate in high performance liquid chromatography[J]. Chem Commun，2002，(7)：752-753.[5]张珍容，魏坤，张世英，等. 有序介孔纳米材料主-客体组装的研究进展[J]. 中国陶瓷，2002，36(6)：24-26.[6]Macquarrie D J，Jackson D B. Aminipropylated MCMs as base catalysts：a comparision with aminopropylated silica[J]. J Chem Soc Chem Commun，1997，(18)：1781-1782.[7]Margoless D，Melero J A，Christiansen S C，et al. Direct synthesis of ordered SBA-15 mesoporous silica containing sulfonic acid groups[J]. Chem Mater，2000，12(8)：2448-2459.[8]Zhao X S，Lu G Q. Modification of MCM-41 by surface silylation with trimethylchlorosilane and adsorption study[J]. J Phys Chem B，1998，102(9)：1556-1661.[9]袁兴东，沈健，李国辉，等. 表面含磺酸基的介孔分子筛催化剂SBA-15-SO3H 的制备及其催化性能[J]. 高等学校化学学报，2002，33(12)：2332-2335.[10]Taewook K，Younggeun P，Jongheop Y. Highly selective adsorption of Pt2+ and Pd2+ using thiol-functionlized mesoporous silica[J]. Ind Eng Chem Res，2004，43(6)：1478-1484.[11]袁兴东，沈健，李国辉，等. 表面含磺酸基的介孔分子筛SBA-15-SO3H的直接合成[J]. 催化学报，2003，24(2)：83-86.[12]Mikhailenko S，Desplantier-Giscard D，Danumah C，et al. Solid electrolyte properties of sulfonic acid functionalized mesostructured porous silica[J]. Micropor Mesopor Mater，2002，(52)：29-37.[13]Brunauer S，Deming L S，Deming W S，et al. On a theory of the vanderwaals adsorption of gases[J]. J Am Chem Soc，1940，62(7)：1723-1732.[14]Michal K，Mietek J. Gas adsorption characterization of ordered organic-inorganic nanocomposite materials[J]. Chem Mater，2001，13(10)：3169-3183.[15]Ralph G P. Hard and soft acids and bases[J]. Phys Inorg Chem，1963，85(22)：3533-3539.[16]Jeevanandam P，Klabunde K J，Tetzler S H. Adsorption of thiophenes out of hydrocarbons using metal impregnated nanocrystalline aluminumoxide[J]. Micropor Mesopor Mater，2005，79(1/2/3)：101-110.。

收稿日期:2015-05-24作者简介:曹亮(1996-),男,黑龙江兰西人,绥化学院食品与制药工程学院2014级制药工程专业学生。

田喜强(1979-),男,黑龙江兰西人,绥化学院食品与制药工程学院副教授,硕士,研究方向:纳米功能材料。

基金项目:绥化学院大学生科技创新项目(shxy201514);黑龙江省大学生创新创业训练计划项目(201510236016)。

曹亮田喜强董艳萍李萍萍贺金鹏李志鹏介孔SBA-15的制备及药物缓释性能研究摘要:采用P123/F127为模板剂,以正硅酸乙酯(TEOS )为硅源,合成介孔S BA-15,并通过真空浸渍法完成甲硝唑与S BA-15的组装,利用X 射线衍射介孔S BA-15进行表征;研究组装于S BA-15上的甲硝唑在模拟胃液中的释放情况。

实验结果表明:甲硝唑已组装于S BA-15孔道内,组装的甲硝唑在模拟胃液中缓释12h 释放达70%,说明介孔S BA-15对甲硝唑有明显的缓释作用。

关键词:介孔材料;甲硝唑;缓释性能;真空浸渍中图分类号:R944文献标识码:A 文章编号:2095-0438(2016)2-0151-03(绥化学院食品与制药工程学院黑龙江绥化152061)介孔S BA-15是硅基介孔材料,硅基介孔材料有纯度高、大比表面积和表面富含硅醇基易形成氢键等的性能,生物相容性好,合成技术简单,成本低,广泛应用于医药缓释领域[1-2]。

由于介孔S BA-15的孔道均一可调、硅基骨架稳定、比表面积较高及无毒性等特点,因而具备药物载体的基本条件,且介孔S BA-15表面的硅羟基可提高其控释性能[3-4]。

甲硝唑是抗感染药物,化学名:2-甲基-5-硝基咪唑-1-乙醇,人们最初发现甲硝唑对女性滴虫病疗效显著,并开始作为抗滴虫病药物试用于临床,这就是它被命名为灭滴灵的原因。

科学家研究治疗滴虫病的同时,发现灭滴灵可以杀死引起口腔感染的厌氧菌[5]。

所以,世界卫生组织把甲硝唑确定为抗厌氧菌感染的特效药物。

Ｃ ｉａ ２ ｓ ｔ ｅ Ｆｎ ｈ ｍｉ ｌ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｈｅａ ｎｖｒｉ ， ａ ｅ ｇ ４ ５ ０ ， ｎ ｎＰ ｏｉｃ， Ｒ Ｃ ｉ ） ｈ ； Ｉ ｔｕ ｉ Ｃ ｅ ｃ ａ ｄＥ ｇｎ ｅｉ ， ｎ ｎＵ ｉ ｓｙ Ｋ ｉｎ ７０ １Ｈｅａ ｒｖ ｅＰ ． ｈｎ ｎ ｎ ｉｔｏ ｆ ｅ ａ ｎ ｅ ｔ ｆ ｎ ａ
中 图分 类 号 ： ０ ４ ； ０ ４ ６７ ６８
Ｓ ｎｔ ｓｓａ ｄ Ａｄｓ ｒ ｔｏ ｏ ｒ ｉ ｓｏ ｙ ｈｅ ｉ ｎ ｏ ｐ ｉ ｎ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｆ Ａｍ ｉ － ｎｏ Ｆｕｎｃ ｉ ｎ ｌｚ ｄ ｔｏ ａ ｉ ｅ Ｈ ｚ Ｚｒ Ｃｅ Ｓ Ｎ－ ・ － ＢＡ－ ５ Ｍ ｅ ｏ ｒ ｕ ａ ｅ ｉ ｌ ｔ ｈｏ ｔＭ ｅ ｏ ｈ ｎ ｌ １ ｓ ｐｏ ｏ ｓＭ ｔ ｒ ａ ｓｗｉｈ Ｓ ｒ ｓ ｃ ａ ｎｅ ｓ
２ ０ ９ ； 河南大学精细化学与工程研究所， １０ ４ 河南 开封
摘要 ： 以 ｐｕｏ ｉ（１３为模板剂 ， ｌｒｎｃＰ ２ ） 正硅酸 乙ｆ （Ｅ Ｓ为硅源 ， 化氧锆和硝 酸亚铈为无机 前驱盐， － 一 ｌ ＴＯ） ￣ 氯 Ｎ （ 氨乙 ２
基）一 一 氨丙基三 甲氧基硅烷 （ Ｐ Ｓ 为硅 烷化试剂， ３ ＡＡ Ｔ ） 采用后接枝法合成 了氨基功能化六方板状短孔 道有 序介 孔
ｐ ｅ ｕ ｓ ｒ ， ｎ ｌ ｒ ｎ ｃ Ｐ１ ３ ｔｉｌ ｃ ｏ ｏ ｙ ｒ ａ ｔｕ ｔ ｒ ｉ ｃ ｎ ｇ ｎ ． ｅ ａ —ｙ ｔ ｅ ｉｅ ｔｒ ｌ ｒ ｒｃ ｒｏｓ ａ ｄｐｕ ｏ ｉ ２ ｒ ｏ ｋ ｃ ｐ ｌ ｍｅ ｓ ａ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｄ ｒ ｔ ｇ ａ ｅ ｔ Ｔｈ ｓｓ ｎ ｓ ｄ ｍａｅ ａ ｓ ｗｅ ｅ ｂ ｅｉ ｈ ｚ ｉ

功能化有序介孔材料SBA-15的控制合成及其应用研究功能化有序介孔材料SBA-15的控制合成及其应用研究引言：功能化有序介孔材料SBA-15是一种具有颇高研究及应用价值的材料，其独特的孔道结构和表面性质赋予其出色的催化、吸附、分离等功能。

本文旨在介绍SBA-15的合成方法及其在催化和吸附领域的应用研究。

一、SBA-15的合成方法：SBA-15是一种有序排列的介孔材料，其合成方法主要有两种：硅胶模板法和硅胺法。

硅胶模板法是最常用的一种方法，首先选择一种适当的模板剂，像十六烷基胺（CTAB）或PEG等，然后加入硅源和酸性条件下的溶剂，通过水热反应形成SBA-15的有序孔道结构；硅胺法则是根据正硅酸乙酯和硫酸的反应生成一种硅胺中间体，而后再通过水热反应形成SBA-15。

两种方法都可以得到有序孔道的SBA-15材料，但前者更为常用。

二、SBA-15的表征与功能化方法：SBA-15的结构可以通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气吸脱附（BET）等手段进行表征。

透射电镜可以观察到其有序排列的孔道结构，X射线衍射则可以确定孔道的直径大小，而氮气吸脱附则可以测定孔道的比表面积和孔容。

功能化方法主要通过表面修饰或改性来赋予SBA-15特定的化学或物理性质，如在其表面引入功能基团，或通过金属离子的交换得到特定催化性能。

三、SBA-15的催化应用：由于SBA-15具有可调控的孔道结构和高比表面积，使其成为催化剂载体的理想材料。

将催化剂负载在SBA-15上可以提高其催化活性和选择性，并且有助于减少副反应的发生。

常见的负载在SBA-15上的催化剂有金属纳米颗粒、金属氧化物和酸性物质等。

以金属纳米颗粒为例，将其负载在SBA-15上可以制备出高效的催化剂，如铂负载SBA-15催化剂可应用于甲醇氧化反应，表现出优异的活性和稳定性。

四、SBA-15的吸附应用：SBA-15由于其大孔道结构和高介孔比表面积，使其成为吸附剂的理想材料。

第17卷第8期江苏技术师范学院学报JOURNAL OF JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l.17,No.8Aug .,20112011年8月0引言重金属离子是最受人们关注的水污染物之一，因为它们对人体健康和生态系统的危害极大。

去除水中重金属的方法包括沉淀法、混凝法、离子交换、反渗透法、电化学法和生物吸附法等。

1997年，Feng [1]和M ercier [2]分别报道利用巯基功能化介孔材料MCM -41吸附水中的汞等重金属离子，去除效果显著。

此后，国内外关于功能化介孔材料吸附重金属离子的研究开始成为热点。

Quintanilla 等[3]将氯基嫁接到SBA-15和M CM -41表面，用于吸附汞离子；Brown 和合作者[4]利用巯基介孔材料从含有Hg 2+、Cd 2+、Pb 2+、Zn 2+、Ni 2+等重金属离子的溶液分离出汞。

Liu 等[5]通过选择吸附实验发现含巯基的SBA-15对铜和汞有较好的选择吸附性。

国内也有学者对改性介孔材料去除重金属离子进行深入研究[6-7]。

以正硅酸乙酯为硅源，三嵌段共聚物P123为模板剂，采用水热法合成高度有序介孔材料SBA-15，利用后嫁接法将巯基和氨基负载到孔道表面，通过吸附实验，对两种功能化介孔材料吸附水中Cu 2+的能力进行比较和分析，旨在探讨和寻找吸附能力强、制备简单、成本低廉的功能化介孔氧化硅材料。

1实验部分1.1主要试剂正硅酸乙酯（TEOS ）；三嵌段共聚物P123(PEO 20PPO 70PEO 20)；3-巯基丙基三甲氧基硅烷(M PTM S )；3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS ）；硫酸铜；双环己酮草酰双腙。

以上试剂均为分析纯。

1.2介孔氧化硅材料的合成和修饰介孔氧化硅SBA-15的合成采用水热法[8-9]：将2.0g 模板剂P123溶于15mL 蒸馏水中，加入60mL 的2mol/L 盐酸，充分搅拌溶解；在40℃下，滴加正硅酸乙酯(TEOS)4.25g ，恒温搅拌24h ；将混浊乳液转移到有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中105℃静置晶化24h ；冷却至室温，洗涤，过滤，干燥；将产物置于马收稿日期：2011-08-07作者简介：顾爱军（1979-），男，江苏泰兴人，硕士，讲师。

介孔SBA-15超支化聚砜胺杂化体的制备与染料吸附性能研究的开题报告题目：介孔SBA-15超支化聚砜胺杂化体的制备与染料吸附性能研究一、研究背景与意义：随着工业化进程的不断推进，工业废水的排放量不断增加，其中含有大量的有机染料和其他有害物质，对环境和人类健康造成了严重的危害。

因此，开展染料废水处理技术研究，具有重要的理论和实际意义。

介孔材料是一种新型的纳米级类胶体材料，具有高比表面积、狭窄孔径分布、可控孔道大小、化学稳定性好等优良性质，因此被广泛应用于吸附、催化等领域。

而SBA-15是介孔材料中一种热稳定性较好的六方相介孔材料，具有优异的结构和催化活性。

超支化聚砜胺杂化体因其分子结构独特，具有良好的热稳定性和可溶性，因此在材料合成、催化剂制备、分离纯化等领域也具有广泛的应用。

二、研究内容与目标：本研究旨在制备介孔SBA-15超支化聚砜胺杂化体，并探究其在染料吸附方面的应用。

具体研究内容包括：1.制备介孔SBA-152.制备超支化聚砜胺3.制备介孔SBA-15超支化聚砜胺杂化体4.研究杂化体的染料吸附性能本研究旨在通过制备杂化体将介孔材料和超支化聚砜胺的优点相结合，进一步提高其吸附性能，为染料废水的处理提供新的技术途径。

同时，研究介孔SBA-15超支化聚砜胺杂化体的合成机理和染料吸附机理，为其在其他领域的应用提供理论基础。

三、研究方法与步骤：1.制备介孔SBA-15。

采用硅酸乙酯、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵等化学试剂通过静电剪切法制备介孔SBA-15。

2.制备超支化聚砜胺。

采用氢氧化钠、1,3,5-三氨基苯、9,10-二氢-9-氨基喹啉等化学试剂合成超支化聚砜胺。

3.制备介孔SBA-15超支化聚砜胺杂化体。

将超支化聚砜胺和介孔SBA-15进行杂化反应制备介孔SBA-15超支化聚砜胺杂化体。

4.研究杂化体的染料吸附性能。

以亚甲基蓝为模型染料，研究介孔SBA-15超支化聚砜胺杂化体对亚甲基蓝的吸附性能，包括吸附量、吸附时间、吸附等温线等方面的性能。