English
往期目录
新闻公告
More
化学进展 2008, Vol. 20 Issue (01): 33-41 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

有机功能化介孔氧化硅的制备和表征*

张一平1,2** 周春晖1 王学杰2 杨彤2 徐羽展2   

  1. （1．浙江工业大学化学工程与材料学院 杭州 310032；2．浙江教育学院化学系 杭州　310012）
  • 收稿日期:2007-01-31 修回日期:2007-03-19 出版日期:2008-01-24 发布日期:2008-01-24
  • 通讯作者: 张一平
下载PDF ( 1879 ) 引用
导出

Preparation and Characterization of Organo-Functionalized Mesoporous Silica

Zhang Yiping1,2**; Zhou Chunhui1; Wang Xuejie2; Yang Tong2; Xu Yuzhan2   

  1. (1. College of Chemical Engineering and Materials Science, Zhejiang University of Technology, Hang-zhou 310032, China; 2. Department of Chemistry, Zhejiang Education Institute, Hangzhou 310012, China)
  • Received:2007-01-31 Revised:2007-03-19 Online:2008-01-24 Published:2008-01-24
  • Contact: Zhang Yiping
有机功能化的介孔氧化硅在催化领域、吸附分离、生物化学和电子学等领域有广泛的应用前景。本文综述了近年来有机功能化介孔氧化硅的研究进展，主要介绍了有机功能化的介孔氧化硅的制备方法、种类和表征手段，并对其未来发展前景进行了展望。有机功能化的介孔氧化硅的制备方法主要有接枝法、共缩聚法、有序介孔有机硅法和自模板法，常用的表征方法有粉末X-射线衍射分析、低温N2吸附-脱附、透射电镜、红外光谱、热重分析、元素分析和29Si、13C交叉极化和魔角旋转核磁共振等。
关键词： 介孔氧化硅, 功能化, 制备, 表征
Organo-functionalized mesoporous silica has great potentials in practical applications such as catalysis, adsorption and separation, biochemistry and electronics. This review gives an overview of the recent progress of the functionalization of mesoporous silica. Its preparation, classification and characterization methods are introduced, and its potential application is highlighted. Organo-functionalized mesoporous silica can be prepared by the methods of grafting, co-condensation, periodic mesoporous organosilicas and self-templating, and it can be characterized by XRD, N2 adsorption-desorption, TEM, FT-IR, TGA, EA and 29Si, 13C CP/MAS NMR.
Key words: mesoporous silica, functionalization, preparation, characterization

中图分类号: 

()

[ 1 ] Kresge C T , Leonowicz M E , Roth W J , et al . Nature , 1992 ,359 : 710 —712
[ 2 ] Beck J S , Vartuli J C , Roth W J , et al . J . Am. Chem. Soc. ,1992 , 114 : 10834 —10843
[ 3 ] Anagisawa T Y, Shimizu T , Kuroda K, et al . Bull . Chem. Soc.Jpn. , 1990 , 63 : 988 —992
[ 4 ] Inagaki S , Fukushima Y, Kuroda K. J . Chem. Soc. Chem.Commun. , 1993 , 680 —682
[ 5 ] Huo Q S , Margolese D I , Ciesla U , et al . Nature , 1994 , 368 :317 —32l
[ 6 ] Huo Q S , Margolese D I , Ciesla U , et al . Chem. Mater. , 1994 ,6 : 1176 —1191
[ 7 ] Huo Q S , Leon R , Petroff P M, et al . Science , 1995 , 268 :1324 —1327
[ 8 ] Stucky G D , Huo Q S , Firouzi A , et al . Progress in Zeolite and Microporous Mater. , 1997 , 3 —28
[ 9 ] Zhao D Y, Feng J L , Huo Q S , et al . Science , 1998 , 279 :548 —552
[10] Zhao D Y, Huo Q S , Feng J L , et al . J . Am. Chem. Soc. ,1998 , 120 : 6024 —6036
[11] Zhao D Y, Huo Q S , Feng J L , et al . Chem. Mater. , 1999 , 11 :2668 —2672
[12] Sakamoto Y, Diaz I , Terasaki O , et al . J . Phys. Chem. B ,2002 , 106 : 3118 —3123
[13] Tanev P T , Chibwe M, Pinnavaia TJ , et al . Nature , 1994 , 368 :32l —323
[14] Tanev P T , Chibwe M, Pinnavaia T J , et al . Science , 1995 ,267 : 865 —867
[15] Chen C Y, Li H X, Davis M E , et al . Microporous Mater. ,1993 , 2 : 17 —26
[16] Bagshaw S A , Prouzet E , Pinnavaia T J . Science , 1995 , 269 :1242 —1244
[17] Yu C Z , Yu Y H , Zhao D Y, et al . Chem. Commun. , 2000 ,575 —576
[18] Shen S D , Li YQ , Zhang Z D , et al . Chem. Commun. , 2002 ,2212 —2213
[19] Liu X Y, Tian B Z , Yu C Z , et al . Angew. Chem. Int . Ed. ,2002 , 41 : 3876 —3878
[20] Fan J , Yu C Z , Gao F , et al . Angew. Chem. Int . Ed. , 2003 ,42 : 3l46 —3150
[21] Liu Y, Du H , Xiao F S , et al . Chem. Mater. , 2000 , 12 : 665 —670
[22] Yokoi T , Yoshitake H , Tatsumi T. Chem. Mater. , 2003 , 15 :4536 —4538
[23] Che S , Garcia-Bennett A E , Yokoi T , et al . Nat . Mater. , 2003 ,2 : 801 —805
[24] Garcia-Bennett A E , Terasaki O , Che S , et al . Chem. Mater. ,2004 , 16 : 813 —821
[25] Che S , Liu Z , Ohsuna T , et al . Nature , 2004 , 429 : 281 —284
[26] Ohsuna T , Liu Z , Che S , et al . Small , 2005 , 1 : 233 —237
[27] Yokoi T , Yoshitake H , Yamada T , et al . J . Mater. Chem. ,2006 , 16 : 1125 —1135
[28] Raman N K, Anderson M T , Brinker CJ . Chem. Mater. , 1996 ,8 : 1682 —1701
[29] Antonelli D M, Ying J Y, Opin C. Colloid Interface Sci . , 1996 ,1 : 523 —529
[30] Behrens P. Angew. Chem. , 1996 , 108 : 561 —564
[31] Zhao X S , Lu GQ , Millar GJ . Ind. Eng. Chem. Res. , 1996 ,35 : 2075 —2090
[32] Sayari A. Chem. Mater. , 1996 , 8 : 1840 —1852
[33] Ying J Y, Mehnert C P , Wong M S. Angew. Chem. Int . Ed. ,1999 , 38 : 56 —77
[34] Soler2Illia G J D , Sanchez C , Lebeau B , et al . Chem. Rev. ,2002 , 102 : 4093 —4138
[35] Stein A. Adv. Mater. , 2003 , 15 : 763 —775
[36] Stein A , Brian J M, Rick C S. Adv. Mater. , 2000 , 12 : 1403 —1419
[37] Wight A P , Davis M E. Chem. Rev. , 2002 , 102 : 3589 —3614
[38] De Vos D E , Dams M, Sels B F , et al . Chem. Rev. , 2002 ,102 : 3615 —3640
[39] Wight A P , Davis M E. Chem. Rev. , 2002 , 102 : 3589 —3514
[40] Song C E , Lee S G. Chem. Rev. , 2002 , 102 : 3495 —3524
[41] Corma A , García H. Chem. Rev. , 2003 , 103 : 4307 —4366
[42] McMorn P , Hutchings GJ . Chem. Soc. Rev. , 2004 , 33 : 108 —122
[43] Vinu A , Hossain K Z , Ariga K. J . Nanosci . Nanotechnol . ,2005 , 5(3) : 347 —371
[44] 刘健(Liu J) , 杨启华(Yang Q H) , 张磊(Zhang L) , et al . 化学进展(Progress in Chemistry) , 2005 , 17(5) : 809 —817
[45] Corma A , Garcia H. Adv. Synth. Catal . , 2006 , 348 : 1391 —1412
[46] Hoffmann F , Cornelius M, Morell J , et al . Angew. Chem. Int .Ed. , 2006 , 45 : 3216 —3251
[47] 詹望成(Zhan W C) , 卢冠忠(Lu G Z) , 王艳芹(Wang Y Q) .化工进展(Chemical Industry and Engineering Progress) ,2006 ,25(1) : 1 —7
[48] Asefa T , MacLachlan M J , Coombs N , et a1. Nature , 1999 ,402 : 867 —871
[49] Ishii C Y, Asefa T , Coombs N , et a1. Chem. Commun. , 1999 ,2539 —2540
[50] Melde B J , Holland B T , Blanford C F , et a1. Chem. Mater. ,1999 , 11 : 3302 —3308
[51] Inagaki S , Guan S , Fukushima Y, et a1. J . Am. Chem. Soc. ,1999 , 121 : 9611 —9614
[52] Hunks W J , Ozin G A. J . Mater. Chem. , 2005 , 15 : 3716 —3724
[53] Hatton B , Landskron K, Whitnall W, et al . Acc. Chem. Res. ,2005 , 38(4) : 305 —312
[54] Zhang Q , Ariga K, Okabe A , et al . J . Am. Chem. Soc. , 2004 ,126 : 988 —989
[55] Macquarrie D J . Chem. Commun. , 1996 , 1961 —1962
[56] Wang X, Tseng Y H , Chan J C C , et al . Microporous Mesoporous Mater. , 2005 , 85 : 241 —251
[57] 张一平(Zhang Y P) , 费金华(Fei J H) , 于英民(Yu YM) 等.石油学报( 石油加工) ( Acta Petrolei Sinica , Petroleum Processing Section) , 2006 , 22 : 35 —37
[58] Yu YM, Fei J H , Zhang YP , et al . Chin. J . Chem. , 2006 , 24(7) : 840 —844
[59] Yu YM, Fei J H , Zhang YP , et al . Chin. Chem. Lett . , 2006 ,17(8) : 1097 —1100
[60] Cauvel A , Renard G, Brunel D. J . Org. Chem. , 1997 , 62 :749 —751
[61] Brunel D. Microporous Mesoporous Mater. , 1999 , 27 : 329 —344
[62] Derrien A , Renard G, Brunel D. Stud. Surf . Sci . Catal . , 1998 ,117 : 445 —452
[63] Lin X, Chuah G K, Jaenicke S. J . Mol . Catal . A: Chemical ,1999 , 150 : 287 —294
[64] Yokoi T , Yoshitake H , Tatsumi T. J . Mater. Chem. , 2004 , 14 :951 —957
[65] Yoshitake H. New J . Chem. , 2005 , 29 : 1107 —1117
[66] 高川波(Gao C B) , 车顺爱(Che S A) . 石油学报(石油加工)(Acta Petrolei Sinica , Petroleum Processing Section) , 2006 , 22 :22 —32
[67] Feng X, Fryxell G E , Wang L Q , et a1. Science , 1997 , 276 :923 —926
[68] Fowler C E , Burkett S L , Mann S. Chem. Commun. , 1997 ,1769 —1770
[69] Mercier L , Pinnavaia TJ . Adv. Mater. , 1997 , 9(6) : 500 —503
[70] Richer R , Mercier L. Chem. Commun. , 1998 , 1775 —1776
[71] Brown J , Mercier L , Pinnavaia T J . Chem. Commun. , 1999 ,69 —70
[72] Brown J , Richer R , Mercier L. Microporous Mesoporous Mater. ,2000 , 37 : 41 —48
[73] Mercier L , Pinnavaia T J . Chem. Mater. , 2000 , 12 : 188 —196
[74] McKimmy E , Dulebohn J , Shah J , et al . , Chem. Commun. ,2005 , 3697 —3699
[75] Liu A M, Hidajat K, Kawi S , et a1. Chem. Commun. , 2000 ,1145 —1146
[76] Walcarius A , Delacéte C. Chem. Mater. , 2003 , 15 : 4181 —4192
[77] Yang L M, Wang YJ , Luo G S , et al . Microporous Mesoporous Mater. , 2005 , 84 : 275 —282
[78] Wei Q , Nie Z R , Hao Y L , et al . Mater Lett . , 2005 , 59 :3611 —3615
[79] Pérez-Quintanilla D , del Hierro I , Fajardo M, et al . J . Environ.Monit . , 2006 , 8 : 214 —222
[80] Yang Q , Liu J , Yang J , et a1. Microporous Mesoporous Mater. ,2005 , 77 : 257 —264
[81] Van Rhijn W M, de Vos D E , Sels B F , et al . Chem.Commun. , 1998 , 317 —318
[82] Van Rhijn WM, de Vos D E , Bossaert WD , et al . Stud. Surf .Sci . Catal . , 1998 , 117 : 183 —190
[83] LimM H , Blanford C F , Stein A. Chem. Mater. , 1998 , 10 :467 —470
[84] Margolese D , Melero J A , Christiansen S C , et al . Chem.Mater. , 2000 , 12 : 2448 —2459
[85] Van Grieken R , Melero J A , Morales G. Stud. Surf . Sci .Catal . , 2002 , 142 : 1181 —1188
[86] Dufaud V , Davis M E. J . Am. Chem. Soc. , 2003 , 125 :9403 —9413
[87] Mbaraka I K, Shanks B H. J . Catal . , 2006 , 244 : 78 —85
[88] Melero J A , Stucky G D , van Grieken R , et al . J . Mater.Chem. , 2002 , 12 : 1664 —1670
[89] 皇艳蕾(Huang YL) , 陈杨英(Chen Y Y) , 刘秀梅(Liu X M)等. 催化学报(Chinese Journal of Catalysis) , 2004 , 25 (5) :413 —416
[90] Alvaro M, Corma A , Das D , et al . Chem. Commun. , 2004 ,956 —957
[91] Alvaro M, Corma A , Das D , et al . J . Catal . , 2005 , 231 : 48 —55
[92] Macquarrie D J , Tavener S J , Harmer M A. Chem. Commun. ,2005 , 2363 —2365
[93] Yang Q , Kapoor M P , Inagaki S. J . Am. Chem. Soc. , 2002 ,124 : 9694 —9695
[94] Kapoor M P , Yang Q , Goto Y, et al . Chem. Lett . , 2003 , 32(10) : 914 —915
[95] Hamoudi S , Kaliaguine S. Microporous Mesoporous Mater. ,2003 , 59 : 195 —204
[96] Hamoudi S , Royer S , Kaliaguine S. Microporous Mesoporous Mater. , 2004 , 71 : 17 —25
[97] Yang Q , Liu J , Yang J , et a1. J . Catal . , 2004 , 228 : 265 —272
[98] Melero J A , van Grieken R , Morales G. Chem. Rev. , 2006 ,106 : 3790 —3812
[99] Liu N , Assink R A , Brinker C J . Chem. Commun. , 2003 ,370 —371
[100] Yang C M, Zibrowius B , Schüth F. Chem. Commun. , 2003 ,1772 —1773
[101] Burkett S L , Sims S D , Mann S. Chem. Commun. , 1996 ,1367 —1368
[102] Sims S D , Burkett S L , Mann S. Mat . Res. Soc. Symp. Proc. ,1996 , 431 : 77 —82
[103] Lesaint C , Lebeau B , Marichal C , et al . Microporous Mesoporous Mater. , 2005 , 83 : 76 —84
[104] Doadrio J C , Sousa E M B , Izquierdo-Barba I , et al . J . Mater.Chem. , 2006 , 16 : 462 —466
[105] Inagaki S , Guan S , Oshuna T , et a1. Nature , 2002 , 416 : 304 —307
[106] Lim M H , Blanford C F , Stein A. J . Am. Chem. Soc. , 1997 ,119 : 4090 —4091
[107] Wang Y Q , Yang C M, Zibrowius B , et al . Chem. Mater. ,2003 , 15 : 5029 —5035
[108] Wang Y, Zibrowius B , Yang C M, et al . Chem. Commun. ,2004 , 46 —47
[109] Chong A S M, Zhao X S , Kustedjo A T , et al . Microporous Mesoporous Mater. , 2004 , 72 : 33 —42
[110] Kao H M, Wu J D , Cheng C C , et al . Microporous Mesoporous Mater. , 2006 , 88 : 319 —328
[111] Fowler C E , Burkett S L , Mann S. Chem. Commun. , 1997 ,1769 —1770
[112] Lee B , Kim Y, Lee H , et al . Microporous Mesoporous Mater. ,2001 , 50 : 77 —90
[113] Coutinho D , Madhugiri S , Balkus K J Jr. J . Porous Mater. ,2004 , 11 : 239 —254
[114] Moreau J J E , Vellutini L , Man M W C , et al . J . Am. Chem.Soc. , 2001 , 123 : 1509 —1510
[115] #lvaro M, Benitez M, Das D , et al . Chem. Mater. , 2004 , 16 :2222 —2228
[116] Peng Q R , Yang Y, Yuan Y Z. J . Mol . Catal . A: Chemical ,2004 , 219 : 175 —181
[117] Shylesh S , Sharma S , Mirajkar S P , et al . J . Mol . Catal . A:Chemical , 2004 , 212 : 219 —228
[118] Macquarrie D J , Jackson D B. Chem. Commun. , 1997 , 1781 —1782
[119] Carvalho W A , Wallau M, Schuchardt U. J . Mol . Catal . A:Chemical , 1999 , 144 : 91 —99
[1] 王丹丹, 蔺兆鑫, 谷慧杰, 李云辉, 李洪吉, 邵晶. 钼酸铋在光催化技术中的改性与应用[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 606-619.
[2] 张慧迪, 李子杰, 石伟群. 共价有机框架稳定性提高及其在放射性核素分离中的应用[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 475-495.
[3] 廖子萱, 王宇辉, 郑建萍. 碳点基水相室温磷光复合材料研究进展[J]. 化学进展, 2023, 35(2): 263-373.
[4] 李璇, 黄炯鹏, 张一帆, 石磊. 二维材料的一维纳米带[J]. 化学进展, 2023, 35(1): 88-104.
[5] 李豹, 吴立新. 液态凝聚态调控的分散质组装及功能[J]. 化学进展, 2022, 34(7): 1600-1609.
[6] 朱月香, 赵伟悦, 李朝忠, 廖世军. Pt基金属间化合物及其在质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1337-1347.
[7] 李芳远, 李俊豪, 吴钰洁, 石凯祥, 刘全兵, 彭翃杰. “蛋黄蛋壳”结构纳米电极材料设计及在锂/钠离子/锂硫电池中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1369-1383.
[8] 李诗宇, 阴永光, 史建波, 江桂斌. 共价有机框架在水中二价汞吸附去除中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1017-1025.
[9] 孙浩, 王超鹏, 尹君, 朱剑. 用于电催化析氧反应电极的制备策略[J]. 化学进展, 2022, 34(3): 519-532.
[10] 王才威, 杨东杰, 邱学青, 张文礼. 木质素多孔碳材料在电化学储能中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(2): 285-300.
[11] 王嘉莉, 朱凌, 王琛, 雷圣宾, 杨延莲. 循环肿瘤细胞及细胞外囊泡的纳米检测技术[J]. 化学进展, 2022, 34(1): 178-197.
[12] 曹祥康, 孙晓光, 蔡光义, 董泽华. 耐久型超疏水表面:理论模型、制备策略和评价方法[J]. 化学进展, 2021, 33(9): 1525-1537.
[13] 张震, 赵爽, 陈国兵, 李昆锋, 费志方, 杨自春. 碳化硅块状气凝胶的制备及应用[J]. 化学进展, 2021, 33(9): 1511-1524.
[14] 李金召, 李政, 庄旭品, 巩继贤, 李秋瑾, 张健飞. 纤维素纳米晶体的制备及其在复合材料中的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(8): 1293-1310.
[15] 陈立忠, 龚巧彬, 陈哲. 超薄二维MOF纳米材料的制备和应用[J]. 化学进展, 2021, 33(8): 1280-1292.