关键词： 介孔泡沫硅   锡(Ⅱ)离子   差分脉冲溶出伏安法   修饰电极  

摘要： 实验利用介孔泡沫硅(MCF)具有较大孔径、大的比表面积、高吸附性能的特点,以壳聚糖为粘接剂,将MCF成功修饰到玻碳电极上,制备了MCF/Chit/GC电极。使用差分脉冲溶出伏安技术,研究了锡(Ⅱ)在该电极上的溶出伏安特性。实验结果表明:MCF的存在,改变了常规平面电极对锡离子检测不灵敏的状况。利用锡(Ⅱ)浓度与其峰电流之间的线性关系,以MCF/Chit/GC为工作电极,可实现浓度范围为6.25～43.75μmol/L的锡(Ⅱ)的测定。

关键词： 钛硅介孔分子筛   合成   光催化   环氧化反应  

摘要： 基于国内外固体催化剂的研究成果,主要研究钛硅有序介孔分子筛催化材料。首先介绍了钛硅有序介孔分子筛材料的合成机理,然后综述了Ti-MCM-41、Ti-SBA-15两类重要的有序介孔分子筛合成及其在光催化、环氧反应以及其它方面的应用研究,最后结合现状对钛硅有序介孔分子筛材料的发展进行了展望。

关键词： 介孔硅   苯胺蓝   吸附   脱色  

摘要： 以十六烷基三甲基溴化铵、正硅酸乙酯为原料制备出一种介孔硅材料,并将材料以吸附法用于苯胺蓝溶液脱色。通过透射电子显微镜、N_2吸附-脱附分析对介孔硅材料进行了表征,结果表明实验成功制备出具有有序介孔结构的纳米硅材料。介孔硅材料以吸附法进行脱色试验,探讨苯胺蓝吸附条件结果显示:苯胺蓝初始浓度为2.0×10^(-3)mmol·L^(-1)、溶液pH值为3.0、温度为20℃、介孔硅材料用量为10.0 mg、搅拌时间为30 min时吸附效果可达到最佳,吸附率为95.1%。

关键词： 锂离子电池   Si有序介孔组织   镁热还原反应   Mg2Si中间相   微流场装配  

摘要： 以SBA-15(SiO_2)有序介孔模板为前驱体,通过镁热还原和碳包覆修饰路线,制备出二维定向组装的束捆状有序介孔覆碳纳米组织(OMP-Si/C),并细致研究了SBA-15的镁热还原过程,对OMP-Si/C复合结构进行电化学性能测试。经XRD测试分析发现:镁热还原过程中存在Mg_2Si中间相反应路径,基于此提出反应温度-时间(T-t)相转变图;DSC/TG表明,Mg相通过反应-熔化协调联动作用,在低于熔点(648℃)时熔化,且发生液/固反应。从FE-SEM观察到SBA-15柱状单元被装配成类藕根链束捆状Si有序介孔组织,并基于镁液微涡流场卷吸作用机理解释了该二维定向组装过程。所得致密纳米组织能有效抵消充放电过程中Si相的固有体积变化,从而表现出优异的循环稳定性能和倍率性能。

关键词： 给水污泥   回收   介孔材料   二氧化硅  

摘要： 为避免给水厂污泥处置不当对环境造成的危害,以及降低其处理的费用,给水污泥的资源化回收利用成为环境污染防治的焦点。通过对焙烧后的给水污泥进行碱性提取(碱浸),得到纯度较高的硅酸钠溶液,并以其为原料、应用水热合成方法,在pH=6时,制备出具有较大比表面积(1 241.2 m^2/g)及孔体积(1.2 cm^3/g)的介孔纳米SiO_2材料,从而实现对给水污泥中硅元素的回收。制备的介孔纳米SiO_2材料具有丰富的表面官能团和孔隙结构,使其在吸附分离和环境污染治理等领域有潜在的应用,预期具备较高的商业价值。

关键词： SBA-15   有序介孔硅   湿敏薄膜   QCM   湿度传感器   三维有限元  

摘要： 孔道表面具有丰富Si-OH的有序介孔氧化硅材料SBA-15薄膜修饰QCM可大幅度提升湿度传感器的灵敏度、响应速度及检测限。本文建立了基于SBA-15的QCM湿度传感器的三维有限元精确仿真模型,分析了纳米湿敏薄膜在电极上的分布状况对传感器的电学性能参数的影响,研究结果对于纳米湿敏薄膜的成膜工艺及新型QCM湿度传感器的优化设计与制造提供了重要的理论参考依据。

关键词： SBA-15   有序介孔硅   湿敏薄膜   QCM湿度传感器   三维有限元  

摘要： 本文对基于SBA-15的QCM湿度传感器进行了三维有限元精确建模与数值仿真,分析了SBA-15湿敏薄膜材料对传感器的振动模态、中心频率、电学阻抗及Q值等性能参数的影响,为纳米湿敏薄膜的成膜工艺及新型QCM湿度传感器的优化设计与制造提供了重要的理论参考依据。

关键词： 介孔材料   二氧化硅   合成   吸附   挥发性有机污染物   VOCs   再生   节能  

摘要： 挥发性有机化合物(VOCs)是天然气开采和利用的过程中排放到大气中的主要污染物,需要对其进行处理。吸附法因具有费用低、能耗低、设备灵活等优点,故在实际生产中得到了广泛的应用。然而常用的吸附剂——活性炭和硅基分子筛都存在着易堵塞、有自燃风险、再生困难等明显的缺点,致使其应用受到限制。为此,采用共组装方法合成了一种含铬有序介孔硅材料作为新型吸附剂,并利用小角X射线散射、氮气吸附/脱附、扫描电镜、透射电镜等表征手段,对该新材料的结构进行表征。进而以甲苯、苯、环己烷、乙酸乙酯作为挥发性有机物污染物目标污染物,系统地考察了其对污染物的吸附性能。研究结果表明:①当硅铬比为30时,合成的Cr SBA-15(30)具有最大的微孔孔容;②Cr SBA-15(30)对甲苯、苯、环己烷、乙酸乙酯等4种污染物的吸附性能均良好;③Cr SBA-15(30)的再生比活性炭的再生更加节约能源且操作简单。结论认为:Cr SBA-15(30)在吸附去除VOCs领域具有较为广阔的应用前景。

关键词： 功能化有序介孔硅   有机-无机杂化介孔硅   低共熔溶剂   三嗪类除草剂  

摘要： 近年来果蔬中农药残留问题日益严重,对人类健康造成了较大威胁,因此对果蔬中农药残留物的检测引起了人们的高度关注。然而由于果蔬样品基质复杂,所含农药残留物的含量低,无法直接进行仪器分析,因此有必要对其进行预处理,实现痕量目标物的分离和富集。目前常用的样品前处理方法包括固相萃取（Solid phase extraction,SPE）、磁性固相萃取、固相微萃取、基质固相分散、搅拌棒吸附萃取等,这些样品前处理技术的核心是吸附剂材料,因此开发高性能的吸附剂材料至关重要。目前常用吸附剂材料如CNT、C18、Si O2和NH2等具有稳定性好、应用范围广等优点,然而这些材料存在吸附机制单一、吸附容量小等问题,对复杂基质中目标物的萃取存在一定的困难。因此开发高选择性、高吸附容量的吸附剂材料是目前分离科学领域的一大难题。介孔硅材料因具有比表面积大、孔道结构有序、孔径均一等特点而被广泛应用于催化、吸附等领域。但是硅基介孔材料表面的功能基团单一,限制了其进一步应用。因此对介孔硅材料进行功能化修饰是材料科学领域的一大热点。目前介孔硅材料的修饰过程一般需要使用毒性较大的有机溶剂或者酸碱催化剂,对环境及人体健康有一定的危害,因此开发绿色环保的合成方法是功能化介孔硅材料制备过程需要解决的重要问题之一。本文以共缩聚和后接枝的方法在介孔硅材料表面引入氨基（-NH2）和正辛基（-C8）两种有机官能团,得到双功能化的有序介孔硅,丰富了介孔硅材料表面的吸附机制,提高了材料的吸附性能。在材料接枝过程中以低共熔溶剂（DES）作为反应溶剂,降低了制备过程对环境及人体健康造成的影响。以制备的功能化有序介孔硅材料作为固相萃取的吸附剂,结合高效液相色谱法建立了西瓜中三嗪类除草剂的分析检测方法。第一章,介绍了介孔硅材料的研究进展,阐明了功能化有序介孔硅作为固相萃取吸附剂的应用价值。总结了功能化有序介孔硅材料的制备方法并提出了其制备过程中存在的问题。介绍了DES的应用现状,探讨了其应用于介孔硅材料接枝过程的可行性。第二章,以DES作为接枝反应的溶剂,制备了C8-NH2-双功能化有序介孔硅材料（C8-AMS）,对接枝过程中的参数进行了考察和优化,确定了以DES为反应介质制备C8-AMS的最佳方案,并对得到的材料进行了表征和性能评价。第三章,将优化后的C8-AMS作为SPE的吸附剂,应用于西瓜中三嗪类除草剂的萃取分离,优化了SPE过程的参数,并将此萃取方法与高效液相色谱法相结合,建立了检测西瓜中三嗪类除草剂残留的新方法。