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          多功能磁性核-殼單層介孔硅鋁酸鹽微球(含圖解)
          發(fā)布時(shí)間:2021-04-22     作者:zl   分享到:

          多功能磁性核-殼單層介孔硅鋁酸鹽微球(含圖解)

            磁性多孔微球具有獨(dú)特的磁性內(nèi)核、多孔外殼以及良好的液相分散性,它們?cè)谪?fù)載、吸附客體分子及納米客體物方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。 因此,作為一種新型的功能復(fù)合材料,在外加磁場(chǎng)下,磁性多孔微球可用于**分離富集痕量生物分子、固載天然或者人工合成酶、分離重金屬離子、負(fù)載貴金屬催化劑等方面,因而在疾病診斷、食品/環(huán)境安全、非均相催化等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。目前,大多數(shù)關(guān)于核-殼磁性多孔微球的報(bào)道,均依賴?yán)藐?yáng)離子小分子模板劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)構(gòu)建介孔二氧化硅殼層。但是,CTAB 分子量過(guò)小,形成的介孔孔徑一般小于3.0 nm,無(wú)法勝任涉及大尺寸客體物的應(yīng)用場(chǎng)合,因此,如何在磁性核表面可控地構(gòu)建具有更大介孔孔徑的外殼一直以來(lái)都是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

            合成具有大孔徑、單層發(fā)散狀的介孔殼層的核-殼磁性介孔硅鋁酸鹽微球(簡(jiǎn)稱為CS-MMAS微球,圖1)。所制備的CS-MMAS 微球具有規(guī)則球狀形貌、致密二氧化硅保護(hù)的超順磁性內(nèi)核、 高度開(kāi)放的單層有序介孔硅鋁酸鹽外殼、規(guī)則排列的孔道(直徑可達(dá)20 - 32 nm,圖2),且孔壁具有高密度酸性活性位點(diǎn)(0.44 mmol/g), 其比表面積可達(dá)244.7 m2/g。 更重要的是,這種界面組裝的方法適用于構(gòu)建各種不同殼層的磁性核-殼多孔微球,如二氧化硅殼層、金屬氧化物復(fù)合殼層(如ZrO2/SiO2)等。由于開(kāi)放的孔道結(jié)構(gòu)與豐富的酸性位點(diǎn),所制備的CS-MMAS 能夠**吸附脫除水溶液中的殘留有機(jī)磷農(nóng)藥(倍硫磷),并發(fā)現(xiàn)由于納米孔的受限空間效應(yīng),倍硫磷在孔內(nèi)與酸性孔壁呈現(xiàn)多層吸附行為,從而表現(xiàn)出超高的吸附量(440 mg/g)。

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          (a) Fe3O4@nSiO2 顆粒的掃描電鏡圖,插圖為該顆粒的透射電鏡圖;

          (b) CS-MMAS 微球的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖,插圖為場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖;

          (c,d) 不同倍數(shù)下,CS-MMAS 微球的透射電鏡圖。

          3.CS-MMAS-Au 微球電鏡圖和元素分布圖

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          (a-c) 不同倍數(shù)的載金微球(CS-MMAS-Au)微球透射電鏡圖;

          (d)  暗場(chǎng)條件下CS-MMAS-Au 微球場(chǎng)發(fā)射透射電鏡圖;

          (e)  微球元素分布圖; (f) 微球中硅元素的分布圖;(g) 微球中鋁元素的分布圖;(h) 微球中鐵元素的分布圖;(i) 微球中金元素的分布圖。

          4.CS-MMAS-Au 微球用于催化苯胺與苯甲醇N-烷基化偶聯(lián)反應(yīng)

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            一種以兩親性嵌段共聚物PS-b-P4VP 誘導(dǎo)界面共組裝的普適方法,成功地在磁性顆粒表面構(gòu)建了具有單層大介孔多孔外殼。該方法可以構(gòu)建具有不同外殼組成的核殼磁性介孔微球,包括二氧化硅、硅鋁酸鹽、氧化鋯/二氧化硅復(fù)合材料等。這些具有不同表面性能的大介孔復(fù)合微球材料在生物富集與分離、非均相催化等諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。該工作得到復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系、聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2011能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心(iChEM)以及國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃青年拔尖人才支持計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金的大力支持。

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          微米和納米SiO2改性聚四氟乙烯    

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          SiO2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化劑    

          納米SiO2改性上漿劑    

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          納米SiO2改性光固化成型材料    

          納米SiO2改性醇酸涂料    

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          二氧化硅改性環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑    

          納米SiO2改性BOZ/BMI/BADCy共聚物    

          納米二氧化硅改性尼龍11    

          納米SiO2改性酚醛泡沫    

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          可分散性納米二氧化硅改性高壓絕緣用環(huán)氧樹(shù)脂    

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          原位復(fù)合納米SiO2改性脲醛木塑復(fù)合材料    

          鎂碳磚用納米SiO2改性酚醛樹(shù)脂    

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          SiO2改性α-Al2O3載體    

          納米SiO2改性環(huán)氧樹(shù)脂/雙馬來(lái)酰亞胺/氰酸酯樹(shù)脂體系(nano-SiO2/EP/BMI/CE)    

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