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高度非对称模型流体及纳米介孔材料内真实流体吸附的分子模拟

本论文由两个相对独立的部分,即高度非对称模型流体的分子模拟和纳米介孔材料内真实流体吸附的分子模拟组成。胶体化学是物理化学的一个重要的部分。它与化学工业中的塑料、橡胶、食品、造纸油漆等工业有着密切联系。另外它也是生物化学、医药学、农业科学、材料科学、环境科学等学科的重要理论基础。在胶体体系的研究中,研究者常常把高度非对称的硬球和方阱模型流体作为胶体溶液的理想近似模型。因此,在第一部分,本文将对高度非对称模型流体进行模拟,并建立实用的状态方程,为开发更合理的流体的宏观模型提供了宝贵的‘实验数据’和模型框架。此外,纳米介孔材料及其限定空间内的流体构成了化工中的复杂体系。该复杂体系内流体分子表现出的丰富的相态和奇异的行为,是纳米介孔材料在化学工业及其他相关工业中广泛应用的重要原因。所以,在第二部分,本文对国际上已经较好地模型化了的三种材料(即一维材料——MCM-41分子筛,二维材料——活性炭,准二维材料——层柱纳米材料)和流体构成的复杂  (本文共169页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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绿色化学中催化氧化新材料的合成表征和性能技术的研究

在工业上,大约有 1/4 的单体和化学中间体是通过选择性氧化工艺生产的,而所用的催化剂都是固体催化剂。因此,这个领域一直从基础研究和应用研究两个领域吸引着科研人员的兴趣。尽管目前工业生成上使用的催化剂已经很好地确定了,但是为了更好地调整催化剂的性能和生产流程的工艺,进一步的改进提高仍然是必须的。在这个领域新的突破以及所导致的新的催化剂和生产工艺都是基于(i)更经济性的新材料的应用; (ii)社会生态与环境问题。最近二十年在选择性氧化领域,最有突破意义的是微孔钛硅催化剂(TS-1)的发现和应用,它的问世引起了相当大和普遍的对于杂原子微孔材料用于液相氧化反应的兴趣。但是 TS-1 催化剂有一个本质的缺陷:它的孔径太小(通常小于 6 ?),不能让较大分子通过孔道和微孔里的活性中心接触。而大分子的氧化通常在精细化工和药物化学中是很重要的,因此具有较大孔径的介孔钛硅材料一直被探索研究着。具有均匀的孔径在 1.5 到 2.5 nm之间的介孔...  (本文共195页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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具有强酸性介孔材料的合成与表征

自从 1992 年 Mobil 公司首次公开报道了具有高比表面积(1000 m2/g)及规则孔道排列的 M41S 介孔硅材料以来,因其在大分子催化、吸附与分离、组装等领域有着潜在的应用前景,从而吸引了人们广泛的注意。但是在随后的研究中,人们发现这些介孔硅材料与微孔沸石分子筛相比,具有较低的水热稳定性及较弱的酸性,这大大限制了介孔硅材料的广泛应用。为了提高介孔硅材料的水热稳定性和酸性,科研工作者们进行了大量的研究工作,随后人们意识到介孔硅材料水热稳定性和酸性较低的原因在于其孔壁的无定型本质。于是人们设想如果将介孔硅材料的孔墙做成类似于微孔沸石分子筛的晶体墙,必定能提高它的水热稳定性及酸性。最近,肖丰收教授的研究小组利用沸石分子筛纳米粒子的自组装技术成功地开发了 MAS 系列新型介孔材料,这些材料尽管并没有给出微孔沸石分子筛的晶体特征,但是在水热稳定性及酸性方面与传统的介孔硅材料相比有了很大的提高,他们认为这些材料水热稳定性及酸性提...  (本文共152页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
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介孔材料结构和孔道的模板合成及其在生物和电池中的应用

多孔材料由于能在表面和体相中与原子、分子和离子产生相互作用,在科学研究与技术应用上都引起了人们极大的兴趣。自从1992年,Mobil公司发明了以超分子模板法合成介孔氧化硅分子筛M41S以来,越来越多的研究者以超分子模板法合成出具有不同组成,新型孔道结构以及具有特殊性质的介孔材料。从一定程度上讲,科学家们已经能在微观、介观和宏观尺度上对介孔材料进行控制合成,并且揭示了一些材料结构与其性质之间的相互关系。但另一方面应当看到,虽然介孔材料已经运用到很多领域,严格意义上讲,目前一个实际的重大商业应用还没有出现。探索介孔材料新的应用将成为这个领域的研究重点。本论文分为两大部分:第一部分以“软”模板法控制合成介孔二氧化硅分子筛。第二部分利用“硬”模板的概念合成一些具有介观结构和孔道的无机材料。在每一部分,我们对所合成的介孔(介观结构)材料的性能进行了考察,希望能开发材料在酶固定、酶催化、药物控释以及锂离子存储方面的潜在应用。“软”模板,如蛋...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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介孔材料组装酶蛋白的研究

本论文对介孔材料组装酶蛋白进行了较为系统的研究,首先合成了不同孔径的介孔材料并进行了表面修饰,以介孔材料为载体进行了多种酶的组装的研究。对固定方法,酶蛋白固定量、催化活性、固定化酶的性质和稳定性进行了深入的研究。其中,首次用冷冻-真空吸附法对酶蛋白进行了成功组装,为介孔分子筛组装酶蛋白提供了一种新的实验方法,该方法在控制合适真空度的情况下,在保持酶活性的同时,组装量巨大,远远高于浸渍法及其它常见方法。首次运用能谱手段对酶蛋白在介孔材料上的固定位置进行表征,结果表明透射电镜能谱和扫描电镜能谱联合进行固定化酶活性定位这一手段完全可行,解决了由于杂蛋白、杂质进入孔道而造成的酶蛋白用普通手段,如N2吸附、UV 光谱等手段无法表征的难题。对在工业上应用较大的青霉素酰化酶、脂肪酶进行了固定,尤其在稳定性方面进行了深入研究,研究发现固定化酶的稳定性与介孔材料的孔径关系较大,当介孔材料的孔径与酶分子的大小接近时,稳定性较高。通过对介孔材料的修饰...  (本文共169页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

SPLC杂化液晶及其衍生介孔材料的制备、结构表征与热致喷射效应

上世纪八十年代中期,纳米材料成了材料科学和凝聚态物理研究领域的研究热点。到九十年代中期,在纳米结构单元基础上的自组装体系又成了纳米材料研究的最前沿。介孔材料(Mesoporous Materials)是这类纳米自组装材料中的重要一类。介孔材料具有许多优异的特点,比如制备方法多是对环境友好的软溶液法,材料的孔径在2~30nm 之间可调,并且孔径尺寸、形状和排列规整,还有就是介孔材料具有较高的表面积和孔体积(如SiO_2 基MCM-41:1050m~2/g 和0.93cm~3/g)。这些特点使得介孔材料在化学、物理、材料、生物、医学及信息等领域里都展示出广阔的应用前景。到目前为止,介孔材料的工业应用已在催化和吸附方面取得了成功。在其他的应用方面中,大面积功能介孔材料具有非常高的价值。美国新墨西哥大学的C.J. Brinker 研究组成功地采用了浸渍涂层工艺(一次浸渍所形成的膜的厚度约为0.5 微米),通过控制溶剂的蒸发制备了具有各种...  (本文共196页) 本文目录 | 阅读全文>>