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微孔氨基化Sio2(好)

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JournalofEnvironmentalSciences20(2008)379–384

Adsorptionofformaldehydevaporbyamine-functionalizedmesoporous

silicamaterials

SRISUDASaeung1,VIROTEBoonamnuayvitaya2,∗

1.TheJointGraduateSchoolofEnergyandEnvironment,KingMongkut’sUniversityofTechnologyThonburi,Bangkok10140,Thailand.E-mail:sasrisuda@yahoo.com2.DepartmentofChemicalEngineering,KingMongkut’sUniversityofTechnologyThonburi,Bangkok10140,Thailand

Received15May2007;revised5July2007;accepted8August2007

Abstract

Theamine-functionalizedmesoporoussilicamaterialswerepreparedviatheco-condensationreactionoftetraethoxysilaneandthreetypesoforganoalkoxysilanes:3-aminopropyl-trimethoxysilane,n-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane,and3-(2-(2-aminoehtylamino)ethylamino)propyl-trimethoxysilane.Cetyltrimethylammoniumbromidewasusedasatemplateforformingpores.Specificsurfaceareaandporevolumeoftheamine-functionalizedmesoporoussilicamaterialsweredeterminedusingsurfaceareaandporesizeanalyzer.Fouriertransforminfrared(FTIR)spectroscopewasemployedforidentifyingthefunctionalgroupsonporesurface.Inaddition,theamine-functionalizedmesoporoussilicamaterialswereappliedasadsorbentsforadsorbingformaldehydevapor.FTIRspectrashowedtheevidenceofthereactionbetweenformaldehydemoleculesandaminegroupsonporesurfaceofadsorbents.TheequilibriumdataofformaldehydeadsorbedontheadsorbentswereanalyzedusingtheLangmuir,FreundlichandTemkinisotherm.Thesamplefunctionalizedfromn-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilaneshowedthehighestadsorptioncapacityowingtoitsaminegroupsandthelargeporediameter.

Keywords:adsorption;characterization;amine;formaldehyde

Introduction

Formaldehydeemittedfromthebuildingmaterialsand

householdproductsindustryisacolorlessandpungent-

smellinggas.Itcancauseaseriousairpollutionproblem.

Sourcesofformaldehydeinthehomeincludesomedec-

oratedmaterials,paintandbinderofsomecombination

furnitureandchemicalfibercarpet.Thus,itmaybe

presentinhighconcentrationbothindoorsandoutdoors.

Formaldehydecancausewateryeyesburningsensations

intheeyesandthroat,nauseaanddifficultyinbreathingin

somehumansexposedatelevatedlevels(above0.1ppmv).

EnvironmentProtectionAgency(USEPA)reportedthat

exposedtoformaldehydecancausecancerinanimalsand

maycausecancerinhumanbeings.

Thecarbonaceousadsorbentsweremostwidelyused

forremovingformaldehydefromatmosphere(Haiqinet

al.,2003;Krisztina,2005).Nevertheless,theformalde-

hydeisnotefficientlyremovedbytheactivatedcarbon.

Priortothiswork,ourgroupreportedtheadsorption

offormaldehydebytheadsorbentsderivedfromcoffee

activatedcarbons(Viroteetal.,2005)andmesoporous

silicamaterials.Theexperimentalresultsindicatedthatthe

adsorptioncapacityofmesoporoussilicamaterialismore

*Correspondingauthor.E-mail:virote.boo@kmutt.ac.th.than1g/g-adsorbentwhichisaroundthreetimeshigher

thanthatofactivatedcarbon.

Theorderedmesoporousmaterialssynthesizedviasol-

gelroutewerefirstlydiscoveredbymobilcompany

researchers(Becketal.,1992;Kresgeetal.,1992).The

orderedmesoporousmaterialswereknownforusingin

manyapplicationssuchascatalysts(Wangetal.,1999;

IsaandBrent,2005),adsorbents(Zhaoetal.,2000;Ghiaci

etal.,2004;LuandYan,2004)andsensor(Kumaranet

al.,2001;Baohongetal.,2003;Xuetal.,2005),andso

on.Inparticular,thefunctionalizedmesoporousmaterials

hasbeenpaidmoreattentionfortheapplicationinremoval

andrecoveryofmetalions(Liuetal.,2000;Nooneyet

al.,2001;Hee-Jungetal.,2004),inadsorptionoforganic

dyes(Wuetal.,2004),andinimmobilizationofenzymes

orprotein(Hanetal.,1999;Leietal.,2004;Yuriietal.,

2004;MariaandZhao,2004),thatallrelatetothesurface

functionalgroupswhichcanbeappropriatelymodified.

However,theapplicationofthehybridmesoporousma-

terialsinformaldehydeadsorptionhasnotbeenexplored

yet.Therefore,herewereportedthesynthesis,character-

izationandefficiencyofformaldehydeadsorbents.The

co-condensationmethodisusedtointroducetheorganic

groupsintothesilicanetwork.380SrisudaSaeungetal.Vol.20

1Experimental

1.1Materials

Tetraethoxysilane(Si–(OC2H5)4,TEOS)wasusedas

thesilicaprecursor.Thefunctionalgroupsonporesurface

ofadsorbentweregeneratedfromnon-hydrolysedligand

oftrifunctionalorganoalkoxysilanes(R󰀄–Si–(OR)3):3-

aminopropyltrimethoxysilaneorAPTMS),n-(2-amino-

ethyl)-3-amino-propyltrimethoxysilaneorAEAP)and3-

(2-(2-amino-ehtylamino)ethylamino)propyltrimethoxysi-

laneorAEEA).Thecationicsurfactant,cetyltrimethyl

ammoniumbromide(C16H33(CH3)3NBr,CTAB)wasused

astemplateorpore-formingagent.Formaldehydevapor

generatedbyformaldehydesolution(37%,W/W)wasused

asadsorbateinadsorptionexperiments.

1.2Synthesisofamine-functionalizedmesoporoussili-

camaterials

Thesynthesisprocessinvolvedmixingofknown

amountsofCTAB,ethanolanddeionizedwaterbystir-

ringfor30min.ThenTEOSandR󰀄–Si–(OR)3were

simultaneouslyaddedtothevigorouslystirredmix-

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纳米SiO2在涂料中的应用研究

纳米SiO2在涂料中的应用研究

第４９卷第７期　２０１１年７月　上海涂料　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ　Ｖｏ１．４９Ｎｏ．７　Ｊｕ１．２０１１　

纳米￥ｉＯ２在涂料中的应用研究　

董辉安进谭生刘永亮马永强杜平　

（兰州理工大学石油化工学院，７３００５０）　

摘　要：介绍了纳米ＳｉＯ２在涂料改性中的应用实例和研究现状。讨论了纳米ｓｉＯ２原位杂化改性　；　＃　涂料的耐磨性、防腐蚀性等性能。　

０引言　关键词：纳米ＳｉＯ２；改性树脂涂料；耐磨性；　

中图分类号：ＴＱ　６３０．７　文献标识码：Ａ　防腐蚀性　

文章编号：１００９—１６９６（２０１　１）０７—００２５—０４　

粒径处于１～１００　ｎｍ的微粒称为纳米微粒，其中，　

纳米ＳｉＯ，俗称“超微细白炭黑”，是一种无定形的白　

色粉末…，归属于纳米材料。纳米ＳｉＯ：呈现特别的物　

理化学性质［２］，具有小尺寸、表面界面［３］、量子尺寸　

效应，以及光、热、吸收等性能，在高温下具有高强　

度、高韧性、稳定性好等特性，使得其被广泛地应用　

于各个领域＿４］。在涂料中添加少许的纳米ＳｉＯ　，可大　

幅度提高涂料的耐高温性、耐磨性等特性＿５］。　

本文简述了纳米ＳｉＯ，在涂料中的应用，重点介　

绍了加入纳米ＳｉＯ，对涂料综合性能的影响。　

１纳米ＳｉＯ２的特性及形态　

纳米ＳｉＯ，是一种无毒、无色、无污染的无机非金　属材料，单个纳米ＳｉＯ，粒子因其表面作用力强而发　

生团聚，形成一种二次结构＿６］。在配制涂料时，首先　

必须对其进行表面改性，使其处于一次分散的状态，　

从而改善基体分散性。　纳米ＳｉＯ，粒子具有很多优异性能，如耐高温性、　

耐磨性、防腐蚀性和抗老化性＿７］。与普通ＳｉＯ　相比，　

纳米ＳｉＯ，微粒表面非配位原子居多，显著提高了粒　

子与聚合物发生物理、化学结合的可能性，也增强了　

基体界面结合的可能，起到了提高强度和热稳定性　

［收稿日期】２０１１－０４—０６　的作用。　

纳米ＳｉＯ　粒子为蓬松粉体状态　，纯度可达　

９９．９％以上。纳米ＳｉＯ：的ＴＥＭ（透射电镜）照片表明：　其粒径约为２０　ｎｍ，纳米ＳｉＯ　初始状态呈现非晶态。　

金属材料封装的介孔二氧化硅（SiO2）纳米颗粒

金属材料封装的介孔二氧化硅（SiO2）纳米颗粒

⾦属材料封装的介孔⼆氧化硅（SiO2）纳⽶颗粒

尽管它们具有优异的形态学特性和有吸引⼒的物化性质，介孔⼆氧化硅纳⽶颗粒（MSNs）因为某种原因，仅仅被⽤作载体或容器。在介孔⼆氧化硅纳⽶颗粒的束缚纳⽶空隙中引⼊各种⾦属物质，极⼤地丰富了他们的介孔结构和多样功能化特点，给这个新兴的领域研究带来了令⼈兴奋的潜⼒。这些可结合的客体物质为介孔⼆氧化硅纳⽶颗粒主体提供了巨⼤的好处，包括降低最终尺⼨，增强他们性能及稳定性及其他好处。基本上，客体物质通过降低聚集性，增强耐⽤性，易于长期储存，降低毒性，在⽣物医学的诸多领域中都特别令⼈关注。 在⾦属束缚空隙纳⽶颗粒制备的最新进展和突破，强调其优势和劣势，多种⾦属物质在介孔⼆氧化硅纳⽶颗粒的纳⽶空隙中的束缚效应，和影响介孔⼆氧化硅纳⽶颗粒中⾦属物质包裹的多种因素。此外，强调了⾦属包裹的介孔⼆氧化硅纳⽶颗粒在包括吸附、催化、发光和⽣物医药等⽅⾯及其实例上的潜在应⽤。 为了丰富MSN的介孔结构和功能，许多⾦属物质被引⼊MSN的纳⽶空隙，由于其适应性的物化性质和电学性能，在诸多应⽤中吸引关注。这些来⾃于合成技术进步的⾦属包裹MSN能够控制了他们的组成、尺⼨和形状。 此外，在介孔材料中⾦属的许多结合已经被包封，包括双⾦属系统、⾦属固定核（⾦属）介孔⼆氧化硅⽚系统/⾦属修饰MSN及其他的，例如碱⾦属离⼦修饰MSN。这些杂化材料已经得到了在吸收、催化、药物输送、⽣物成像、发光、⽣物识别、⽓体识别和放射⾦属吸收等多个领域的潜在关注。 催化领域：存在于MSN 的活性位点中的这些制备⾦属物质，由于其良好的磁性、催化性能、光学性能和电学性能，促进了表现效率增强，在MSN的选择性、回收性能、寿命和重复利⽤能⼒。 结合的客体物质对介孔框架提供了⼤量好处，如裁断MSN的尺⼨、增强如稳定性的性能。

这些创新的M-MSN纳⽶结合体在预期应⽤⽅⾯提供了独特的优势。

⽣物学：MSN中的这些浸渍的⾦属物质有益于提升药物搭载效率，实现在特定位点上的⼤量触发释放。

单分散球形介孔SiO2的合成与表征

单分散球形介孔SiO2的合成与表征

单分散球形介孔SiO2的合成与表征

王丽;王铎;朱桂茹;高从堦

【期刊名称】《功能材料》

【年(卷),期】2010(041)005

【摘 要】以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,甲醇为共溶剂,氢氧化钠为催化剂,采用水热法制备出不同粒径、单一分散、高度有序的介孔SiO2微球,并利用扫描电子显微镜(SEM)对所制备的微球进行表征.考察了体系中CTAC浓度、TEOS浓度、甲醇的比率和温度等条件对所制备的SiO2微球的粒径及分散性的影响.同时采用XRD、BET、HRTEM等手段对样品进行分析表征.结果表明合成的单分散球形SiO2具有有序的六方相介孔结构,并且具有较高的比表面积.

【总页数】5页(P822-826)

【作 者】王丽;王铎;朱桂茹;高从堦

【作者单位】中国海洋大学,化学化工学院,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东,青岛,266100;中国海洋大学,化学化工学院,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东,青岛,266100;中国海洋大学,化学化工学院,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东,青岛,266100;中国海洋大学,化学化工学院,海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东,青岛,266100

【正文语种】中 文

【中图分类】TB321 【相关文献】

1.超细单分散氨基功能化球形SiO2颗粒的合成与表征 [J], 李思平;徐伟箭

2.利用W/O微乳液制备具有规则介孔结构的单分散球形纳米SiO2 [J], 薛伟;张敬畅;王延吉;赵新强

3.单分散球形SiO2粉体的制备及生长机理 [J], 申晓毅;翟玉春

4.近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2微球的制备及漆酶固定化 [J], 王苗苗;李群艳;韦奇;聂祚仁

5.单分散球形SiO2的制备及其分散体系的流变性能 [J], 阮建明;王亚东;伍秋美;周忠诚

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SiO2_

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第43卷第1期2024年1月硅　酸　盐　通　报BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYVol.43　No.1January,2024

SiO

2/KH560改性玄武岩纤维混凝土力学性能研究

杨　鑫1,于　奎1,吉冯春2,聂堂哲1,李　科3,白　天3

(1.黑龙江大学水利电力学院,哈尔滨　150800;2.国防科技大学空天科学学院,新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室,长沙　410073;

3.南阳师范学院土木工程学院,冲击与结构安全重点实验室,南阳　473061)

摘要:为了研究硅烷偶联剂(KH560)和纳米SiO2协同KH560改性玄武岩纤维(BF)对混凝土力学性能的影响,本

文采用KH560对BF进行表面改性,制得KH560-BF,并采用纳米SiO2和KH560改性BF制得SiO2-KH560-BF。通

过正交试验筛选出高强度改性纤维,研究了纳米SiO2分散液、润滑剂和KH560三者的质量分数对SiO2-KH560-BF

的丝束强度影响。采用SEM和EDS对改性混凝土的7和28d的力学性能进行评估,并对混凝土的微观结构进行

表征。结果表明,SiO2-KH560-BF的最佳上浆剂成分为纳米SiO2分散液1.6%、润滑剂0.4%和KH5600.5%,且三

个因素的影响程度从大到小依次为纳米二氧化硅分散液、KH560、润滑剂。与KH560-BF相比,SiO2-KH560-BF纤维

丝束强度提高了8.62%,拉伸强度提高了4.41%,Si含量提升了24.9%,并且从SEM照片中可以看出SiO2-KH560-

BF团状堆积比KH560-BF少。掺入适量SiO2-KH560-BF的混凝土7和28d抗压、劈裂抗拉和轴心抗压强度提升效

果均高于掺入KH560-BF的混凝土。

关键词:纳米二氧化硅;玄武岩纤维;纤维混凝土;硅烷偶联剂;正交试验;力学性能

中图分类号:TU528 文献标志码:A 文章编号:1001-1625(2024)01-0102-11