基于反相微乳液法的尺寸可控性二氧化硅基于反相微乳液法的尺寸可控性二氧化硅纳米颗粒制备研究

通过考察水与表面活性剂的摩尔比(R),TEOS的量、氨水的量及包壳次数对基于Triton X 100/环已烷/正已醇/水反相微乳液体系制备二氧化硅纳米颗粒尺寸的影响,开展了基于反相微乳液法的尺寸可控性二氧化硅纳米颗粒制备研究.结果表明:在其他参数都恒定的情况下,通过改变微乳液体系中上述某一组分的量,可以在一定程度上实现二氧化硅纳米颗粒的尺寸可控性合成.首先,水与表面活性剂的摩尔比(R)对二氧化硅纳米颗粒的尺寸影响最大,随着R值的增大,颗粒的粒径逐渐减小,当R值达到18时,二氧化硅纳米颗粒的形貌变得不再是很规则的球形结构,并且分散性降低,团聚现象明显;其次是氨水的量,随着氨水量的增多,颗粒的粒径先减小,之后不再发生明显变化;另外随着包壳次数的增多,颗粒的粒径随之增大,并且颗粒之间的分散性也有所提高;但是TEOS的量对颗粒粒径的影响不明显.     

多巴胺与GPTMS共修饰介孔硅及其对阿维菌素的缓释性能

为实现阿维菌素对缓慢释放的有效调控,以十六烷基三甲基溴化铵(Cetyltrimethylammonium bromide, CTAB)为模板剂、正硅酸乙酯(Tetraethoxysilane, TEOS)为硅源、多巴胺和γ-(2, 3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(γ-(2, 3-glycidoxy) propyltrimethoxysilane, GPTMS)为共同改性剂一锅合成改性介孔硅微球;以阿维菌素(Avermectin, AVM)为模型药物,采用湿法浸渍法成功制备AVM-改性介孔硅载药体系,并考察不同GPTMS用量的改性介孔硅在不同pH环境下对阿维菌素的释放性能.结果表明,随着改性用的多巴胺与GPTMS质量比从40∶0到40∶120,阿维菌素的累积释放率从64.6%减小为44.7%,有着较为明显的减小,说明GPTMS的加入有利于改善多巴胺改性介孔硅对阿维菌素的缓释性能.介孔硅在碱性条件下表现出较明显的pH响应性,当pH 10时,阿维菌素的累积释放率大于pH 3,其累积释放率分别为57.6%和43.6%.载药体系的释放行为可通过Korsmeyer-Peppas动力学模型来解释,且其扩散系数K_20.45,说明阿维菌素的释放由Fickian扩散控制.     

三维有序大孔径介孔二氧化硅载体的仿生合成

介孔二氧化硅作为固定漆酶的载体,在降解氯酚农药研究中意义重大。以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,以不同链长的长链烷基三甲基溴化铵（C_nTAB,n = 12,14,16,18）和两性生物表面活性剂椰油基甘氨酸钠（YCS）为混合模板剂,仿生合成了具有三维六方结构的有序介孔二氧化硅。和传统介孔二氧化硅载体相比,三维六方介孔二氧化硅具有较大的孔径及比表面积,且相邻孔道之间发生相互的连通。当使用链长为C16以上的阳离子表面活性剂和YCS混合时,得到孔径为9 nm左右,且具有不同形貌的大孔径介孔二氧化硅,为酶的固定化提供了优良载体。图8表2参22     

氨基官能化介孔二氧化硅的制备和表征

采用不同试验方法合成介孔二氧化硅纳米粒子(MSN),分别对不同方法所得样品进行粒径分析。结果得出:采用Na OH做p H调节剂,以乙醇与水的适宜比例做溶剂,在一定条件下所制得的介孔二氧化硅粒子粒径分布相对均匀,均在200~300 nm间。而后以此方法制得所需样品,分别采用盐酸酸化和煅烧两种方法除去模板剂CTAB,得到MSN,然后在其表面接枝上了-NH2,得到了氨基官能化介孔二氧化硅,并利用TGA、FTIR等方法对产物的结构进行了表征。     

多级介孔MCM-48的水热法制备及其对三唑酮的负载

为探究介孔硅的孔道结构与其载药量的关系,采用聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为共模板剂,正硅酸乙酯(Tetraethyl orthosilicate,TEOS)为硅源,以水热法制备模板剂配比不同的多级介孔硅.利用红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FT-IR)、紫外分光光度计(UV Spectrophotometer)、氮吸附脱附(N2 adsorption desorption)热重分析(Thermogravimetric analysis,TG)、差示扫描量热仪(Differential scanning calorimetry,DSC)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)和透视电子显微镜(Transmission electron microscope,TEM)对介孔硅结构进行了表征,并就其对农药三唑酮的吸附行为进行了研究.结果表明:当CTAB∶P123质量比为1∶3,PC-MCM-48-5出现了多级孔道结构,孔道分布呈多级分布规律,单位比表面积对三唑酮的负载量高于MCM-48.PC-MCM-48-5相对于MCM-48具有较大的孔径,更有利于药物分子运输和释放.     

溶胶凝胶法制备超疏水竹材

通过溶胶凝胶法,赋予竹材超疏水特性,以拓宽竹材的应用范围。以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,氨水为催化剂,制备硅溶胶浸渍液,选用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)的乙醇水解液对浸渍处理后的竹材表面进行修饰,制备超疏水竹材表面。结果表明,处理后竹材表面形成直径大小为50~100 nm的颗粒状薄膜;竹材横截面接触角达到154°,具备了超疏水表面特性;改性后疏水效果随HDTMS质量分数增加而提高,当HDTMS质量分数为5%时,疏水效果达到最佳,之后随HDTMS质量分数增加有减小趋势。     

SBA-15对氟虫腈的吸附研究

采用聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为模板剂,正硅酸乙酯(Tetraethylorthosilicate,TEOS)为硅源,以水热法制备介孔硅Santa Barbara Airport-15(SBA-15).借助傅里叶变换红外光谱扫描(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、热重分析(Thermogravimetric analysis,TG)、差示扫描量热法(Differential scanning calorimeter,DSC)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)和N2吸附-脱附法对介孔硅SBA-15的结构进行了表征,并就其对农药氟虫腈的吸附动力学和吸附热力学进行了研究.结果表明:介孔硅SBA-15负载了农药氟虫腈.在9 h左右,介孔硅SBA-15在初始质量浓度为1.5 mg/m L的氟虫腈乙醇溶液体系中对氟虫腈的吸附效果达到175 mg/g的最佳值,而后吸附量下降至60 mg/g,并在55~73 mg/g附近保持平衡.其吸附动力学和热力学行为可分别用伪二级动力学模型和Freundlich方程进行描述.     

功能化改性介孔硅对农药啶虫脒的吸附性能

为了降低农药残留,提高介孔硅的吸附能力,采用一步法制备氨基改性介孔硅(Amino modified mesoporous silicon, NH_2-MCM-41)和水杨醛亚胺改性介孔硅(Salicylaldehyde imine modified mesoporous silicon, Sal-MCM-41).水杨醛亚胺改性介孔硅负载金属离子(Salicylaldehyde imine-modified mesoporous silicon-supported metal ions, Zn~(2+)-Sal-MCM-41、Cu~(2+)-Sal-MCM-41和Mn~(2+)-Sal-MCM-41)后和NH_2-MCM-41分别吸附模型药物啶虫脒,制备了啶虫脒/NH_2-MCM-41和啶虫脒/金属离子-Sal-MCM-41复合体系.改性前后的介孔硅结构特征由红外光谱(Fourier Transform Infrared, FTIR)、扫描电镜(Scanning Electronic Microscopy, SEM)和氮气吸附脱附(Brunauer-Emmett-Teller, BET)进行表征,改性介孔硅的吸附行为通过吸附动力学和吸附热力学表征.结果表明,两种改性介孔硅均具有有序结构. MCM-41对啶虫脒的吸附质量分数为0.091 g/g,Mn~(2+)-Sal-MCM-41的吸附质量分数达到最大值,为0.161 g/g.改性介孔硅通过负载金属离子后,对模型农药啶虫脒的吸附质量分数增加,可提高介孔硅在农药吸附上的作用,有助于介孔硅在农药残留处理上的应用.     

介孔二氧化硅吲哚美辛固体分散体复合物的制备及质量评价

以吲哚美辛(IMC)为模型药物,选用聚乙烯吡咯烷酮k30(PVPk30)与介孔二氧化硅(SiO_2)Syloid SP53D作为共同载体材料,制备介孔二氧化硅固体分散体复合物,以提高固体分散体中主药的载药量和溶出度.采用溶剂蒸发法制备IMC-PVPk30固体分散体(简称IMC-PVPk30),浸没-溶剂蒸发法制备IMC-SiO_2固体分散体(简称IMC-SiO_2)和IMC-PVPk30-SiO_2固体分散体复合物(简称IMC-PVPk30-SiO_2);利用差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)等方法对其表征;采用紫外-可见分光光度法测定固体分散体及其复合物的载药量与溶出度. DSC显示,制备的两种固体分散体及其复合物中, IMC的熔点峰均消失,表明固体分散体制备成功; SEM显示, IMC-PVPk30结构呈不规则的块状,而IMC-SiO_2和IMC-PVPk30-SiO_2的粒径大小均匀,且IMC,PVPk30与介孔二氧化硅复合在一起;在不同pH的溶出介质中, IMC-SiO_2和IMC-PVPk30-SiO_2的溶出率均高于IMC-PVPk30,且IMC-PVPk30-SiO_2的溶出率最高.得出介孔二氧化硅吲哚美辛固体分散体复合物(IMC-PVPk30-SiO_2)具有较高的载药率和溶出率,为改善固体分散体的稳定性和进一步提高难溶性药物溶出度提出了新的思路和方法.     

碱土金属盐改性介孔硅材料降低卷烟烟气氨释放量

通过浸渍法制备得到碱土金属盐(CaCl_2)改性介孔硅材料,可用于降低卷烟主流烟气中粒相氨和气相氨的释放量。采用X射线粉末衍射分析(XRD)、比表面积孔径分析(BET)、程序升温脱附分析(TPD)等,对制备的CaCl_2改性介孔硅材料进行了结构表征,优化了CaCl_2在介孔硅材料上的负载量,考察了其对卷烟烟气中氨的吸附去除性能,并探讨了该材料降低烟气中氨释放量的机理。结果表明:(1)CaCl_2在介孔硅材料上的较优负载量为25%;(2)在滤嘴中添加CaCl_2改性介孔硅材料,卷烟样品主流烟气中气相氨降低率达到50%以上,粒相氨降低率达到10%以上;(3)CaCl_2负载介孔硅材料降低氨释放量的机理是先利用材料的介孔孔道对氨进行物理捕捉,然后通过CaCl_2与氨发生络合作用实现化学吸附,并且孔道的存在加快了金属离子与NH_3发生物理作用与化学吸附的进程。     

碱土金属盐改性介孔硅材料降低卷烟烟气氨释放量

通过浸渍法制备得到碱土金属盐(CaCl_2)改性介孔硅材料,可用于降低卷烟主流烟气中粒相氨和气相氨的释放量。采用X射线粉末衍射分析(XRD)、比表面积孔径分析(BET)、程序升温脱附分析(TPD)等,对制备的CaCl_2改性介孔硅材料进行了结构表征,优化了CaCl_2在介孔硅材料上的负载量,考察了其对卷烟烟气中氨的吸附去除性能,并探讨了该材料降低烟气中氨释放量的机理。结果表明:(1)CaCl_2在介孔硅材料上的较优负载量为25%;(2)在滤嘴中添加CaCl_2改性介孔硅材料,卷烟样品主流烟气中气相氨降低率达到50%以上,粒相氨降低率达到10%以上;(3)CaCl_2负载介孔硅材料降低氨释放量的机理是先利用材料的介孔孔道对氨进行物理捕捉,然后通过CaCl_2与氨发生络合作用实现化学吸附,并且孔道的存在加快了金属离子与NH_3发生物理作用与化学吸附的进程。     

啶虫脒/介孔硅缓释体系的一步法制备及其释药行为

采用瞬间液晶模板法一步制备负载啶虫脒/F127(分子式为(EO)106(PO)70(EO)106)的介孔硅(Mesoporous silica).利用红外光谱法(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、差式扫描量热法(Differential scanning calorimeter,DSC)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、电子显微镜(Transmission electron microscope,TEM)和氮气吸附脱附法(Brunauer-Emmett-Teller,BET)对介孔硅的结构进行了表征,并探究了载药介孔硅的释药行为.结果表明,啶虫脒成功负载于介孔硅且以非晶相存在于介孔硅中.介孔硅在水平方向上呈高度结晶的片状结构,且属于IM-3M结构.去除模板剂后的介孔硅均呈现出典型的Ⅳ型特征和笼状孔道结构;孔径分布于3~4 nm之间,具有均一的介孔孔道.载药介孔硅的药物释放曲线动力学拟合模型与Korsmeyer-Peppas模型较为符合.     

中空介孔二氧化硅纳米粒子负载的鱼藤酮纳米颗粒在黄瓜植株中的吸收和传导特性

【目的】以纳米载体作为农药载体,提高农药利用率。【方法】采用自模板合成法,在合成实心介孔二氧化硅纳米粒子（Mesoporous silica nanoparticles, MSNs）的基础上,以水为刻蚀剂制备中空介孔二氧化硅纳米粒子（Hollow mesoporous silica nanoparticles, HMSNs）。通过溶剂挥发法将植物源农药鱼藤酮（Rot）负载到HMSNs的孔道中,制备得到Rot@HMSNs。测定Rot@HMSNs的缓释性能和杀虫活性。HPLC检测Rot@HMSNs中鱼藤酮在黄瓜植株中的系统分布。【结果】所制备的HMSNs粒径约250 nm,比表面积达999.4 m²/g。Rot@HMSNs粒径均一,载药率达46.7%,具有良好的释放特性,释放模型符合Ritger-Peppas释放模型。HMSNs显著提高了鱼藤酮在黄瓜植株中的吸收和传导能力。【结论】通过纳米载体HMSNs可以提高鱼藤酮的利用率,此研究对于减少农药使用量、降低环境污染具有重要意义。     

光催化剂对乙酰甲胺磷的光催化降解

为了开发能在光照条件下催化降解有机磷农药的高效、稳定催化剂.以四异烷氧丙基钛为钛源,表面活性剂十二烷基胺为模板剂,采用水热合成法,通过直接嵌入的方式制备了Co掺杂的具有纯锐钛矿型的介孔二氧化钛Co/MTiO2,并用BET、XRD、HRTEM对材料进行了表征并确定了其结构.结果表明,该材料为高度有序、高度热稳定和高比表面积的纯锐钛矿型的介孔二氧化钛材料.在高压汞灯光源的照射下催化降解农药乙酰甲胺磷具有较好的催化活性.该催化剂具有很好的光催化活性和催化稳定性,具有很好的应用前景.     

运用响应面法优化芦苇基生物炭活化工艺

为优化芦苇基生物炭制备工艺,在单因素试验考察热解温度、氨水质量分数和浸渍比(生物质原料与氨水质量之比)等3种参数对芦苇基生物炭吸附性能影响的基础上,利用Box-Benhnken中心组合设计实验,运用响应面法对其活化工艺参数进行优化。结果表明,3个因素均对生物质炭的比表面积产生影响,其影响显著性大小为热解温度氨水质量分数浸渍比。通过模型优化确定了最佳活化工艺参数为热解温度620℃、氨水质量分数8%、浸渍比1∶5;该工艺条件下制备的生物炭比表面积和碘吸附值分别为334.49 m~2/g、585.52 mg/g,均优于未进行优化改性的样品。该值与理论值(335.2 m~2/g、582.288 mg/g)基本相符,表明响应面模型与实际情况拟合良好,验证了模型的有效可行性。     

木材/二氧化硅复合材料的微细构造

为弄清木材/二氧化硅复合材料的微细构造,通过固体膨胀率与增重率的关系、吸湿处理中尺寸变化、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜分析(SEM)及能量色散X射线分析(EDAX)等方法,研究了该复合材料的微观构造特性.结果表明:①木材/二氧化硅复合材料的增重率与含水率成正相关.固体膨胀率随着增重率的增加而增加,弦向固体膨胀率大于径向.尺寸变化率随着增重率的增加而减小.②SEM分析表明,二氧化硅凝胶存在于木材细胞空隙中.EDAX分析表明,气干材、水调湿材制备的木材/二氧化硅复合材料,二氧化硅存在于木材细胞壁中,硅的质量百分含量分别为4.11%、9.22%;饱水材制备的木材/二氧化硅复合材料,二氧化硅存在于细胞壁及细胞腔中,硅的质量百分含量为17.07%.③XRD分析表明,二氧化硅存在于木材细胞壁中,生成的二氧化硅凝胶越多,结晶度越小.      

氨水水热法改性活性炭纤维对催化臭氧化降解草酸的实验研究

采用氨水水热法制备了一系列改性的活性炭纤维催化剂，该催化剂的活性通过非均相催化臭氧化降解水溶液中的草酸来进行评价。研究表明，用氨水水热改性活性炭纤维(以下简称“ACF”)能有效去除活性炭纤维表面的酸性含氧基团，同时引入含氮碱性基团，增加催化剂表面的碱性基团数量和零电位pH值(以下简称“pH_PZC值”),同时减少催化剂表面的酸性基团数量，显著增强其催化臭氧化降解草酸的能力。当催化臭氧化时间为60 min时，氨水中120℃水热处理12 h后的活性炭纤维催化臭氧化降解草酸的去除率为97%,表现出最佳的催化臭氧化降解草酸的能力。     

溶胶-凝胶法/软模板法制备多孔二氧化钛条件的响应曲面分析法

采用溶胶-凝胶法结合软模板法制备多孔二氧化钛,用响应曲面分析法研究了无水乙醇与钛酸丁酯的物质的量之比(A)、冰乙酸与钛酸丁酯的物质的量之比(B)、蒸馏水与钛酸丁酯的物质的量之比(C)、聚乙二醇-400与钛酸丁酯的物质的量之比(D)、煅烧温度(E)、煅烧时间(F)对制备获得的多孔二氧化钛光催化降解甲基橙效率的影响,并建立了甲基橙降解率与制备条件之间的二次多项式数学模型,其相关系数R~2为0.9861。研究结果表明:多孔二氧化钛的最佳制备条件为:A为18.03,B为1.67,C为12,D为0.21,E为510.74℃,F为3.2 h,在该条件下制备的多孔二氧化钛的甲基橙降解率为66.76%,预测值为66.57%,相对误差为0.29%,模拟值较好的符合试验值,六个因素对多孔二氧化钛降解性能的影响顺序为:CABFED。     

几种中草药对海水养殖中常见病原菌的抗菌作用

采用水煎煮法、微波乙醇提取法和微波水提取法对补骨脂、肉桂、黄连、五倍子、石榴皮、大黄、黄芩、苦参、乌梅、白头翁10种中草药进行提取,并用其提取液对海水养殖中7种常见致病菌（灿烂弧菌Vibriosplendidus、黄海希瓦氏菌Shewanella marisflavi、哈维氏弧菌Vibrio harveryi、副溶血弧菌Vibrio parahaemolytic-us、迟钝爱德华氏菌Edwardsiellosis tarda、海豚链球菌Streptococcus iniae、杀鲑气单胞菌Aeromonas salmonici-da）的最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）进行了测定,同时进行联合药敏试验,研究了几种中草药对海水养殖中常见病原菌的抗菌作用。结果表明：五倍子和石榴皮的抑菌杀菌效果最好,五倍子的MIC分别为0.78～1.56 mg/mL（水煎煮法、微波水提取法）、0.39～1.56 mg/mL（微波乙醇提取法）,石榴皮的MIC分别为1.56～3.13 mg/mL（水煎煮法）、0.78～1.56 mg/mL（微波乙醇提取法）、0.78～3.13mg/mL（微波水提取法）;五倍子的MBC分别为3.13～6.25 mg/mL（水煎煮法）、1.56～3.13 mg/mL（微波乙醇提取法、微波水提取法）,石榴皮的MBC分别为6.25～25 mg/mL（水煎煮法）、3.13～6.25 mg/mL（微波乙醇提取法、微波水提取法）。其次是黄连、黄芩和乌梅,而大黄、补骨脂、肉桂、苦参、白头翁的抑菌、杀菌效果一般或者较弱。用3种方法提取的中草药对7种病原菌的抗菌作用依次为：微波乙醇提取法提取液≥微波水提取法提取液≥水煎煮法提取液。联合药敏试验结果表明,复方五倍子与乌梅、五倍子与甘草对灿烂弧菌,黄芩与甘草对迟钝爱德华氏菌,石榴皮与乌梅对海豚链球菌,五倍子与石榴皮、五倍子与黄芩对黄海希瓦氏菌的抑制分别有协同作用,该结果可为水产养殖临床用药提供参考资料。     

具有介孔结构的Co/SiO2空心球的制备及其催化性能研究

以二氧化硅为模板,采用牺牲模板法制备具有介孔结构的碱式硅酸钴空心球.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附曲线(BET)和程序升温还原(TPR)等方法,对样品的结构和形貌作了表征.探索了碱式硅酸钴空心球的还原规律,研究了Co/SiO2作催化剂的催化性能.结果表明,180℃下反应1 h时,碱式硅酸钴即为空心球结构;在800℃氢气气氛中反应5 h,碱式硅酸钴完全被还原为Co/SiO2,还原前后仍为空心球结构,比表面积和孔容均有所减小,孔径增大.以Co/SiO2空心球做催化剂进行硝基苯加氢催化,1 h后硝基苯的转化率为56%,比商用Raney Ni提高约14%.