CN111841632A - 一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备与应用 - Google Patents
一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111841632A CN111841632A CN201910343713.0A CN201910343713A CN111841632A CN 111841632 A CN111841632 A CN 111841632A CN 201910343713 A CN201910343713 A CN 201910343713A CN 111841632 A CN111841632 A CN 111841632A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- janus
- magnetic
- mesoporous silica
- reaction
- modified
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims abstract description 14
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims abstract description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 150000004819 silanols Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 20
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 16
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 claims description 10
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 claims description 9
- 125000002636 imidazolinyl group Chemical group 0.000 claims description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 7
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 claims description 7
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 claims description 7
- IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten Chemical compound O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.OP(O)(O)=O IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical group [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000013283 Janus particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- -1 bromo-n-butyl alkane Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical compound C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003361 porogen Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical group CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- SVAIPHIRCPREOO-UHFFFAOYSA-N 4,5-dihydroimidazol-1-ylsilane Chemical compound [SiH3]N1CCN=C1 SVAIPHIRCPREOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 210000002969 egg yolk Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- MNDIARAMWBIKFW-UHFFFAOYSA-N 1-bromohexane Chemical compound CCCCCCBr MNDIARAMWBIKFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YZWKKMVJZFACSU-UHFFFAOYSA-N 1-bromopentane Chemical compound CCCCCBr YZWKKMVJZFACSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CYNYIHKIEHGYOZ-UHFFFAOYSA-N 1-bromopropane Chemical compound CCCBr CYNYIHKIEHGYOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VFWCMGCRMGJXDK-UHFFFAOYSA-N 1-chlorobutane Chemical compound CCCCCl VFWCMGCRMGJXDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MLRVZFYXUZQSRU-UHFFFAOYSA-N 1-chlorohexane Chemical compound CCCCCCCl MLRVZFYXUZQSRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SQCZQTSHSZLZIQ-UHFFFAOYSA-N 1-chloropentane Chemical compound CCCCCCl SQCZQTSHSZLZIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SJIXRGNQPBQWMK-UHFFFAOYSA-N 2-(diethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCN(CC)CCOC(=O)C(C)=C SJIXRGNQPBQWMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical group C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102000002322 Egg Proteins Human genes 0.000 claims description 2
- 108010000912 Egg Proteins Proteins 0.000 claims description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N bromoethane Chemical compound CCBr RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HRYZWHHZPQKTII-UHFFFAOYSA-N chloroethane Chemical compound CCCl HRYZWHHZPQKTII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N chloroprene Chemical compound ClC(=C)C=C YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 210000003278 egg shell Anatomy 0.000 claims description 2
- 235000013345 egg yolk Nutrition 0.000 claims description 2
- SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)=C SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960003750 ethyl chloride Drugs 0.000 claims description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 2
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 abstract 1
- FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene Chemical compound C1=CC=C2SC=CC2=C1 FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N dibenzothiophene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3SC2=C1 IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 238000001757 thermogravimetry curve Methods 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 3
- JBGWMRAMUROVND-UHFFFAOYSA-N 1-sulfanylidenethiophene Chemical class S=S1C=CC=C1 JBGWMRAMUROVND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 2
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MPPPKRYCTPRNTB-UHFFFAOYSA-N 1-bromobutane Chemical compound CCCCBr MPPPKRYCTPRNTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-(2-hydroperoxybutan-2-ylperoxy)butane Chemical compound CCC(C)(OO)OOC(C)(CC)OO WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 108020004459 Small interfering RNA Proteins 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- IODDQGMEFSNLGV-UHFFFAOYSA-N butane;hydrochloride Chemical compound Cl.CCCC IODDQGMEFSNLGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- ZQMHJBXHRFJKOT-UHFFFAOYSA-N methyl 2-[(1-methoxy-2-methyl-1-oxopropan-2-yl)diazenyl]-2-methylpropanoate Chemical compound COC(=O)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(=O)OC ZQMHJBXHRFJKOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000002088 nanocapsule Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N tert-butyl benzenecarboperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OC)(OC)OC HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
- B01J31/069—Hybrid organic-inorganic polymers, e.g. silica derivatized with organic groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
- B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/396—Distribution of the active metal ingredient
- B01J35/397—Egg shell like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/396—Distribution of the active metal ingredient
- B01J35/398—Egg yolk like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G27/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
- C10G2300/201—Impurities
- C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
Abstract
本发明提供一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备方法与其在燃油污染物处理中的应用。通过不完全刻蚀磁性介孔二氧化硅颗粒的磁性内核,保留磁性并释放内表面新鲜硅羟基,外侧修饰离子液体赋予其催化性能,内侧接枝响应性聚合物,得到可催化氧化燃油中硫化物污染物并可富集且可控释放催化氧化后产物的磁性Janus笼状材料。本发明能够实现批量化制备组成可调控的具有催化性能和多重响应性的Janus材料,此材料结合了离子液体、响应性聚合物和磁性介孔纳米粒子的优异性能,在尾气处理、水体净化和药物运输等领域中具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域,具体涉及一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备方法与其在燃油污染物处理中的应用。
背景技术
Janus起源于古罗马神话的双面神,1991年,著名的法国科学家de Gennes首次提出Janus一词,用以描述那些在结构或组织上具有双重性质的颗粒(De Gennes.;P.G.SoftMatter.Science.1992,256(5056),495-497)。同时具有双重性质的Janus材料是一类具有独特微结构和功能性的新材料,在诸多领域具有重要的应用前景,成为新材料科学领域的研究热点。其中具有蛋黄-蛋壳(Yolk-Shell)结构的材料因为有着透过率较好的壳层,并且内部的空腔赋予其优良的装载能力,因此在药物输送(Zhang L,Wang T,Li L,Wang C,SuZ,Li J,Multifunctional fluorescent-magnetic polyethyleneimine functionalizedFe3O4-mesoporous silica yolk–shell nanocapsules for siRNA deliver”[J],Chem.Commun.2012,48,8706-8708),(Fang X,Zhao X,Fang W,Chen C,Zheng N,Self-templating synthesis of hollow mesoporous silica and their applications incatalysis and drug delivery[J],Nanoscale2013,5,2205-2218)及催化领域(Fang X,Liu Z,Hsieh M F,Chen M,Liu P,Chen C,Zheng N,Hollow Mesoporous AluminosilicaSpheres with Perpendicular Pore Channels as Catalytic Nanoreactors[J],ACSNano 2012,6,4434-4444.),(Lee J,Park J C,Bang J U,Song H,Precise Tuning ofPorosity and Surface Functionality in Au@SiO2Nanoreactors for High CatalyticEfficiency[J],Chem.Mater.2008,20,5839-5844)都有着很好的应用前景,近年来成为材料科学界的研究热点(Lee I,Joo J B,Yin Y,Zaera F,A Yolk@Shell Nanoarchitecturefor Au/TiO2Catalysts[J],Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,10208-10211.),(Li W,Deng Y,Wu Z,Qian X,Yang J,Wang Y,Gu D,Zhang F,Tu B,Zhao D,Hydrothermal EtchingAssisted Crystallization:A Facile Route to Functional Yolk-Shell TitanateMicrospheres with Ultrathin Nanosheets-Assembled Double Shells[J],J.Am.Chem.Soc.2011,133,15830-15833.)。现如今,汽车的普及在给人们的生活带来极大的便利的同时,尾气排放增加带来的环境问题也越来越严重。其中,燃油中的硫化物如噻吩(Thiophene,T)、苯并噻吩(benzothiophene,BT)、二苯并噻吩(dibenzothiophene,DBT)等就是一类常见的污染物。由于噻吩类硫化物通常有着较大的空间位阻,因此很难通过工业上常用的还原法除去。催化氧化法脱硫虽然通常对噻吩类硫化物有着较高的脱除率(Otsuki S,Nonaka T,Takashima N,Qian W,Ishihara A,Imai T,Kabe T,Energy&Fuels2000,14,1232.),但在反应的过程中,经常需要极性溶剂对反应产生的砜类进行萃取也增加了处理的成本。
因此,如何构筑更加高效、“绿色”的催化体系来对燃油中的硫化物进行处理,是一个急需进一步研究解决的问题。
发明内容
基于上述工业上处理汽车尾气中硫化物存在的问题,本发明的目的是提供一种同时具备对硫化物催化氧化性能和对反应产物富集并响应性释放的有机无机复合Janus笼状材料及其制备方法。
本发明所提供的有机无机复合Janus笼状材料,为:通过不完全刻蚀磁性介孔二氧化硅颗粒的磁性内核,保留磁性并释放内表面新鲜硅羟基,外侧修饰离子液体赋予其催化性能,内侧接枝响应性聚合物,得到可催化氧化燃油中硫化物污染物并可富集且可控释放催化氧化后产物的磁性Janus笼状材料,
其中,所述内外侧的化学组成可调;壳层厚度可控;
所述有机无机复合Janus笼状材料为尺寸在100-300nm(具体可为150-250nm)的纳米粒子。
本发明所提供的有机无机复合Janus笼状材料,通过包括如下步骤的方法制备得到:
1)制备磁性纳米颗粒,用表面活性剂为致孔剂,在所述磁性纳米颗粒表面包覆一层介孔二氧化硅,得到磁性介孔二氧化硅颗粒;
2)在步骤1)得到的磁性介孔二氧化硅颗粒表面修饰咪唑啉基并进一步和卤代烃反应得到外表面修饰有以卤素为阴离子的离子液体的磁性介孔二氧化硅颗粒;
3)将步骤2)得到的外表面修饰有以卤素为阴离子的离子液体的磁性介孔二氧化硅颗粒去除制孔剂,再用稀盐酸进行不完全刻蚀,释放出部分空腔,得到蛋黄-蛋壳结构的颗粒;
4)将步骤3)所得的蛋黄-蛋壳结构的颗粒的内表面上修饰上双键,得到内表面上修饰有双键的蛋黄-蛋壳结构的颗粒;
5)在引发剂作用下,使得单体与内表面上修饰的双键进行自由基聚合,得到内表面接枝有响应性聚合物的Janus颗粒;
6)使得步骤5)得到的内表面接枝有响应性聚合物的Janus颗粒与磷钨酸反应,得到外表面是阴离子为PW12O40 3-的离子液体,内表面是响应性聚合物修饰的Janus笼状材料。
上述方法步骤1)中,所述磁性纳米颗粒具体可为Fe3O4纳米颗粒。
所述磁性纳米颗粒可通过溶剂热方法制备得到。
所述表面活性剂具体可为十六烷基三甲基溴化铵。
所述在磁性纳米颗粒表面包覆一层介孔二氧化硅可通过下述操作实现:在作为致孔剂的表面活性剂存在下,使得正硅酸乙酯在碱性条件下水解,得到介孔二氧化硅;
所述磁性介孔二氧化硅颗粒具体可表示为:Fe3O4@mSiO2颗粒。
上述方法步骤2)中,所述在磁性介孔二氧化硅颗粒表面修饰咪唑啉基的操作为:将所述磁性介孔二氧化硅颗粒分散到溶剂中,加入咪唑啉基硅烷偶联剂,反应,得到咪唑啉基修饰的磁性介孔二氧化硅颗粒。
所述咪唑啉基硅烷偶联剂具体可为三乙氧基-3-(2-咪唑-1-啉基)丙烷基硅烷。
所述磁性介孔二氧化硅颗粒与三乙氧基-3-(2-咪唑-1-啉基)丙烷基硅烷的配比可为100mg:100μL。
其中,所述反应的温度可为60-80℃,具体可为70℃,时间可为10-16h,具体可为12h。
所述可用于与咪唑啉基反应的卤代烃包括但不限于:溴代乙烷、溴代正丙烷、溴代正丁烷、溴代正戊烷、1-溴代己烷、正溴十二烷、氯代乙烷、氯代正丙烷、氯代正丁烷、氯代正戊烷、1-氯代己烷等。
所述咪唑啉基Fe3O4@mSiO2颗粒与卤代烃的配比可为:100mg:1mL。
所述咪唑啉基与卤代烃反应的反应温度可为110-120℃,具体可为115℃,时间可为10-15h,具体可为12h。
上述方法步骤3)中,所述去除制孔剂的具体操作为:将上述离子液体修饰的磁性介孔二氧化硅放置于索氏提取器中,用丙酮抽提三天;
所述用稀盐酸进行不完全刻蚀的操作为:将上述离子液体修饰的磁性介孔二氧化硅分散在乙醇中,加入盐酸,反应,即可;
其中,所述盐酸具体可为浓度为2M的盐酸溶液;
所述离子液体修饰的磁性介孔二氧化硅与浓度为2M的盐酸溶液的配比可为:100mg:1-1.2ml,具体可为100mg:1ml。
所述反应的温度可为65-75℃,具体可为70℃,所述反应的时间可为1.5-2.5小时,具体可为2小时。
步骤4)中,所述在蛋黄-蛋壳结构的颗粒的内表面上修饰上双键的操作为:将步骤3)所得蛋黄-蛋壳结构的颗粒分散到溶剂中,加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS),反应,即可。
所述溶剂具体可为乙醇;
其中,所述蛋黄-蛋壳结构的颗粒与3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的配比可为1mg:1-1.2uL,具体可为1mg:1uL。
所述反应的温度可为65-75℃,具体可为70℃,所述反应的时间可为10-14小时,具体可为12小时。
上述方法步骤5)中,所述可用于与内表面修饰的双键进行自由基聚合的单体包括响应性单体和烯类单体,具体可为响应性单体;
所述响应性单体可选自N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等;
所述烯类单体可选自丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯一种或其任意组合。
所述单体与内表面上修饰有双键的蛋黄-蛋壳结构的颗粒的质量比可为1-1.2:1,具体可为1:1。
所述用于自由基聚合反应的引发剂为油溶性自由基引发剂:
所述油溶性自由基引发剂包括偶氮化合物类的偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯引发剂;还可包括过氧化物类油溶性引发剂如过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮等;
其中,所述引发剂的加入量占单体的总质量的0.05%-5%,优选为0.3%-3%,更优选为0.5%-1%。
所述自由基聚合中,反应温度可为:60℃-90℃,具体可为:70℃-80℃,反应时间可为:8h-14h,具体可为:10h-12h。
自由基聚合反应在有机溶剂中进行,
所述有机溶剂可选自苯、甲苯、烷烃;
所述烷烃具体可为正己烷、正庚烷、正癸烷中的一种或其任意组合。
上述方法步骤6)中,所述内表面接枝有响应性聚合物的Janus颗粒与磷钨酸的质量比可为:1:2.8-3.5,具体可为1:3。
所述与磷钨酸反应的温度可为室温,时间可为1-2h,具体可为1h。
上述有机无机复合Janus笼状材料在燃油硫化物污染物处理中的应用也属于本发明的保护范围。
所述燃油污染物具体可为燃油中的硫化物,包括但不限于:噻吩(Thiophene,T)、苯并噻吩(benzothiophene,BT)、二苯并噻吩(dibenzothiophene,DBT)等。
所述应用具体可为:催化氧化燃油中硫化物污染物、富集催化氧化后产物并可控释放催化氧化后产物。
本发明还提供一种利用上述有机无机复合Janus笼状材料处理燃油硫化物污染物的方法。
本发明所提供的处理燃油硫化物污染物的方法,为:在上述有机无机复合Janus笼状材料存在下,使得待处理燃油硫化物污染物与氧化剂接触发生催化氧化反应,加水萃取处理后产物并使得溶解了处理后产物的水溶液被吸附进Janus笼腔体,实现处理后产物从催化体系中的分离富集。
上述方法中,所述氧化剂具体可为H2O2。
所述催化氧化反应的温度可为20-25℃,具体可为25℃。
上述方法还可进一步包括:对吸附了处理后产物的水溶液的Janus材料加热释放出处理后产物的操作。
所述加热的温度可为40-45℃,具体可为40℃。
本发明能够实现批量化制备组成可调控的具有催化性能和多重响应性的Janus材料,此材料结合了离子液体、响应性聚合物和磁性介孔纳米粒子的优异性能,在尾气处理、水体净化和药物运输等领域中具有重要的意义。
附图说明
图1表示本发明实施例制备的核壳结构磁性介孔Janus复合笼状材料的制备方法的示意图。
图2表示本发明实施例制备的核壳结构磁性介孔Janus复合笼状材料的透射电镜照片。
图3表示本发明实施例制备的核壳结构磁性介孔Janus复合笼状材料接枝聚合物前后的TGA曲线。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明,但本发明并不局限于此。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的试剂、材料等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1、外表面离子液体修饰热响应性磁性Janus笼状材料的制备
反应实例1
根据图1所示的制备方法的示意图进行制备,具体操作如下:
取2.36g三氯化铁(FeCl3·6H2O),1.75g聚乙二醇(Mw=20k g/mol),3.14g乙酸钠加入到70mL乙二醇中,超声使其完全溶解后转移到水热釜中。200℃下反应8小时后得到黑色的Fe3O4纳米颗粒。取0.3g Fe3O4纳米颗粒,0.45g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入到525mL去离子水中,超声使其完全分散。再加入25mL乙酸乙酯和15mL氨水(30wt-%),超声两小时。再向其中加入0.525g正硅酸乙酯,超声一小时后在室温下反应8小时。得到黑色的磁性介孔二氧化硅(Fe3O4@mSiO2)颗粒。取100mg Fe3O4@mSiO2颗粒分散于50mL乙醇中,随后向其中加入100μL三乙氧基-3-(2-咪唑-1-啉基)丙烷基硅烷(IZPES),70℃下反应12小时后,得到咪唑啉基修饰的Fe3O4@mSiO2颗粒。取100mg咪唑啉基Fe3O4@mSiO2颗粒分散于50mL甲苯,再向其中加入1mL氯代正丁烷,115℃下反应12小时后,得到阴离子为Cl-的离子液体基磁性介孔二氧化硅(Fe3O4@mSiO2@IL)颗粒。
将上述离子液体修饰的磁性介孔二氧化硅(Fe3O4@mSiO2@IL)放置于索氏提取器中,用丙酮抽提三天,以去除十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制孔剂;取100mg上述离子液体修饰的磁性介孔二氧化硅分散在20mL乙醇中,再加入1mL 2M盐酸溶液,70℃下反应2小时,进行不完全刻蚀,释放出部分空腔,得到蛋黄-蛋壳结构的颗粒;
将步骤3)所得蛋黄-蛋壳结构的颗粒100mg分散到乙醇中,加入100uL3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS),70℃下反应12小时,在蛋黄-蛋壳结构的颗粒的内表面上修饰上双键;
取上述Janus笼20mg分散于10mL甲苯中,再加入1mg偶氮二异丁腈(AIBN)和20mgN-异丙基丙烯酰胺(NIPAM),向体系中通N2半小时后,70℃下反应8小时,得到热响应性的外侧是离子液体,内侧是PNIPAM修饰的Janus笼。将20mg上述IL/PNIPAM复合二氧化硅Janus笼分散于10mL去离子水中,向其中加入60mg磷钨酸(H3PW12O40),超声下完全溶解后,室温反应1小时,得到具有催化性能的外侧是阴离子为PW12O40 3-的离子液体修饰,内侧是PNIPAM修饰的Janus笼。
图2表示本发明实施例制备的核壳结构磁性介孔Janus复合笼状材料的透射电镜照片。
透射电镜TEM显示有蛋黄-蛋壳核壳结构的介孔磁性纳米颗粒的存在;切片后透射电镜TEM显示壳层内表面有聚合物的存在;pH=6.5条件下,咪唑啉基硅烷偶联剂改性外表面前后Zeta电位从-17.1mV变成+18.2mV,证明改性成功;离子液体改性后,表面元素分析XPS光谱中出现了N和Cl的信号证明了离子液体基团接枝成功;离子交换后,通过XPS对Janus笼表面元素进行分析,Cl元素信号消失,P元素以及W元素的信号出现,证明PW12O40 3-成功取代Cl-;PNIPAM接枝后,红外谱图中出现了异丙基的伸缩振动峰,证明聚合物在内表面接枝成功,通过TGA曲线测得PNIPAM的接枝量占IL/PNIPAM复合二氧化硅Janus笼质量的44.7wt-%。图3表示本发明实施例制备的核壳结构磁性介孔Janus复合笼状材料接枝聚合物前后的TGA曲线,a表示离子液体基修饰蛋黄-蛋壳结构颗粒的TGA曲线,b表示内表面接枝聚合物PNIPAM的离子液体基修饰蛋黄-蛋壳结构颗粒的TGA曲线。
实验例
以100μL H2O2为氧化剂,在25℃条件下,Janus笼外侧PW12O40 3-可对燃油模型中的噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩进行催化氧化。随着催化反应的进行,所得到的相应的砜类由于极性变大而被萃取至水中,而在这样的温度条件下,Janus笼内侧亲水,溶解了反应产物的水溶液被吸附进Janus笼腔体,实现了反应产物从催化体系中的分离富集。进一步升高体系温度至40℃,由于PNIPAM转变成疏水而实现了反应产物的可控释放,从而实现了Janus笼状材料的响应性释放。
根据以上实施例表明,通过本发明可实现批量化制备组成可调控的具有催化性能和多重响应性的Janus材料,内外表面化学组成可调,反应简单,可实现批量化工业生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种有机无机复合Janus笼状材料,为:通过不完全刻蚀磁性介孔二氧化硅颗粒的磁性内核,保留磁性并释放内表面硅羟基,外侧修饰离子液体赋予其催化性能,内侧接枝响应性聚合物,得到磁性Janus笼状材料;
其中,所述内外侧的化学组成可调;壳层厚度可控;
所述有机无机复合Janus笼状材料为尺寸在100-300nm的纳米粒子。
2.制备权利要求1所述的有机无机复合Janus笼状材料的方法,包括如下步骤:
1)制备磁性纳米颗粒,用表面活性剂为致孔剂,在所述磁性纳米颗粒表面包覆一层介孔二氧化硅,得到磁性介孔二氧化硅颗粒;
2)在步骤1)得到的磁性介孔二氧化硅颗粒表面修饰咪唑啉基并进一步和卤代烃反应得到外表面修饰有以卤素为阴离子的离子液体的磁性介孔二氧化硅颗粒;
3)将步骤2)得到的外表面修饰有以卤素为阴离子的离子液体的磁性介孔二氧化硅颗粒去除致孔剂,再用稀盐酸进行不完全刻蚀,释放出部分空腔,得到蛋黄-蛋壳结构的颗粒;
4)将步骤3)所得的蛋黄-蛋壳结构的颗粒的内表面上修饰上双键,得到内表面上修饰有双键的蛋黄-蛋壳结构的颗粒;
5)在引发剂作用下,使得单体与内表面上修饰的双键进行自由基聚合,得到内表面接枝有响应性聚合物的Janus颗粒;
6)使得步骤5)得到的内表面接枝有响应性聚合物的Janus颗粒与磷钨酸反应,得到外表面是阴离子为PW12O40 3-的离子液体,内表面是响应性聚合物修饰的Janus笼状材料。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤1)中,所述磁性纳米颗粒为Fe3O4纳米颗粒;
所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵;
所述在磁性纳米颗粒表面包覆一层介孔二氧化硅通过下述操作实现:在作为致孔剂的表面活性剂存在下,使得正硅酸乙酯在碱性条件下水解,得到介孔二氧化硅。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于:步骤2)中,所述在磁性介孔二氧化硅颗粒表面修饰咪唑啉基的操作为:将所述磁性介孔二氧化硅颗粒分散到溶剂中,加入咪唑啉基硅烷偶联剂,反应,得到咪唑啉基修饰的磁性介孔二氧化硅颗粒;
其中,所述咪唑啉基硅烷偶联剂具体可为三乙氧基-3-(2-咪唑-1-啉基)丙烷基硅烷;
所述反应的温度为60-80℃,时间为10-16h。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法,其特征在于:所述用于与咪唑啉基反应的卤代烃为:溴代乙烷、溴代正丙烷、溴代正丁烷、溴代正戊烷、1-溴代己烷、正溴十二烷、氯代乙烷、氯代正丙烷、氯代正丁烷、氯代正戊烷、1-氯代己烷中的至少一种;
所述咪唑啉基与卤代烃反应的反应温度为110-120℃,时间为10-15h。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法,其特征在于:步骤3)中,所述去除制孔剂的操作为:将所述离子液体修饰的磁性介孔二氧化硅放置于索氏提取器中,用丙酮抽提三天;
所述用稀盐酸进行不完全刻蚀的操作为:将所述离子液体修饰的磁性介孔二氧化硅分散在乙醇中,加入盐酸,反应,即可;
所述反应的温度为65-75℃,所述反应的时间为1.5-2.5小时;
步骤4)的操作为:将步骤3)所得的蛋黄-蛋壳结构的颗粒分散到溶剂中,加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,反应,即可;
所述蛋黄-蛋壳结构的颗粒与3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的配比为:1mg:1-1.2uL;
所述反应的温度为65-75℃,时间为10-14小时。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法,其特征在于:步骤5)中,所述可用于与内表面修饰的双键进行自由基聚合的单体包括响应性单体和烯类单体;
所述响应性单体选自N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯;
所述烯类单体选自丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯一种或其任意组合;
所述用于自由基聚合反应的引发剂为油溶性自由基引发剂:
所述油溶性自由基引发剂包括偶氮化合物类引发剂;还包括过氧化物类油溶性引发剂;
所述引发剂的加入量占单体的总质量的0.05%-5%;
所述自由基聚合中,反应温度为:60℃-90℃,反应时间为:8h-14h。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的方法,其特征在于:步骤6)中,所述内表面接枝有响应性聚合物的Janus颗粒与磷钨酸的质量比为:1:2.8-3.5;
所述与磷钨酸反应的温度为室温,时间为1-2h。
9.权利要求1所述的有机无机复合Janus笼状材料或权利要求2-8中任一项所述方法制备得到的有机无机复合Janus笼状材料在燃油硫化物污染物处理中的应用;
所述应用具体可为:催化氧化燃油中硫化物污染物、富集催化氧化后产物并可控释放催化氧化后产物。
10.一种利用权利要求1所述的有机无机复合Janus笼状材料或权利要求2-8中任一项所述方法制备得到的有机无机复合Janus笼状材料处理燃油硫化物污染物的方法,包括:在有机无机复合Janus笼状材料存在下,使得待处理燃油硫化物污染物与氧化剂接触发生催化氧化反应,加水萃取处理后产物并使得溶解了处理后产物的水溶液被吸附进Janus笼腔体,实现处理后产物从催化体系中的分离富集;
所述催化氧化反应的温度为20-25℃。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于:所述方法进一步包括:对吸附了处理后产物的水溶液的Janus材料加热释放出处理后产物的操作;
所述加热的温度为40-45℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910343713.0A CN111841632A (zh) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910343713.0A CN111841632A (zh) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备与应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111841632A true CN111841632A (zh) | 2020-10-30 |
Family
ID=72951737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910343713.0A Pending CN111841632A (zh) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备与应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111841632A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116422369A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-07-14 | 中国人民解放军军事科学院防化研究院 | 一种离子液体-金属有机框架复合磁性材料及其制备与应用 |
CN116478349A (zh) * | 2023-05-09 | 2023-07-25 | 广东石油化工学院 | pH和温度双重响应型Janus磁性复合颗粒及应用 |
CN117088486A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-11-21 | 深圳市佳耀生态环保科技有限公司 | 一种污水处理方法及聚合硫酸铁复合型高分子絮凝剂的制备方法 |
CN118530704A (zh) * | 2024-07-26 | 2024-08-23 | 胜利油田固邦石油装备有限责任公司 | 一种适用于深井的钻井液用降粘剂及其制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106975467A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-07-25 | 北京蛋白质组研究中心 | 一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用 |
CN109174111A (zh) * | 2018-08-08 | 2019-01-11 | 江苏大学 | 一种磁性核壳介孔催化剂的制备方法及在氧化脱硫的用途 |
-
2019
- 2019-04-26 CN CN201910343713.0A patent/CN111841632A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106975467A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-07-25 | 北京蛋白质组研究中心 | 一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用 |
CN109174111A (zh) * | 2018-08-08 | 2019-01-11 | 江苏大学 | 一种磁性核壳介孔催化剂的制备方法及在氧化脱硫的用途 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
YAN SI,ET AL.: "Responsive Janus Cage Reactor", 《CHEMISTRY AN ASIAN JOURNAL COMMUNICATION》 * |
纪旭阳: "磁性janus介孔笼", 《中国科学院化学研究所博士后出站报告》 * |
纪旭阳: "离子液体基Janus材料的合成及其性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
闫毅: "《高分子材料合成创新实验》", 31 March 2019, 西北工业大学出版社 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116422369A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-07-14 | 中国人民解放军军事科学院防化研究院 | 一种离子液体-金属有机框架复合磁性材料及其制备与应用 |
CN116478349A (zh) * | 2023-05-09 | 2023-07-25 | 广东石油化工学院 | pH和温度双重响应型Janus磁性复合颗粒及应用 |
CN117088486A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-11-21 | 深圳市佳耀生态环保科技有限公司 | 一种污水处理方法及聚合硫酸铁复合型高分子絮凝剂的制备方法 |
CN118530704A (zh) * | 2024-07-26 | 2024-08-23 | 胜利油田固邦石油装备有限责任公司 | 一种适用于深井的钻井液用降粘剂及其制备方法 |
CN118530704B (zh) * | 2024-07-26 | 2024-10-25 | 胜利油田固邦石油装备有限责任公司 | 一种适用于深井的钻井液用降粘剂及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111841632A (zh) | 一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备与应用 | |
Bao et al. | Recent progress in hollow silica: Template synthesis, morphologies and applications | |
CN106732818A (zh) | 基于二氧化钛的双层中空材料及其制备方法与在硫化氢光催化处理中的应用 | |
CN100562534C (zh) | 一种无机材料表面接枝聚合物的方法 | |
CN111298711B (zh) | 一种具有pH响应性的介孔Janus纳米片乳化剂及其制备方法和用途 | |
CN107585748B (zh) | 一种介孔二氧化硅保护的超薄氮化镍铁复合材料及其制备 | |
CN106397797B (zh) | 一种金-MOFs-聚合物复合膜及其制备方法与应用 | |
CN103285746B (zh) | 一种用于去除水中溶解性气体的超疏水膜的制备方法 | |
Vafaeezadeh et al. | Task‐Specific Janus Materials in Heterogeneous Catalysis | |
CN107188155A (zh) | 一种氮掺杂纳米多孔碳球的制备方法 | |
CN101935381B (zh) | 一种有机/无机纳米杂化磁性材料的制备方法 | |
CN106732221B (zh) | 一种具有开口结构的两亲性Janus分级孔微囊的制备方法 | |
CN109482233B (zh) | 一种亚铁基金属有机骨架材料及其常压合成方法与催化活化过硫酸盐处理有机污染物的方法 | |
CN105693932A (zh) | 磁性微球表面分子印迹聚合物的制备方法 | |
CN117323974A (zh) | 一种聚苯胺改性亲水纳米空心微囊制备方法 | |
CN111111638B (zh) | 一种粉煤灰光催化材料的制备方法 | |
CN107746060B (zh) | 一种分级孔二氧化硅微囊材料及其应用 | |
CN113620302B (zh) | 一种磺酸基改性二氧化硅气凝胶及其制备方法和应用 | |
CN102266794B (zh) | 磁载钛硅分子筛催化剂的制备方法以及专用的撞击超声微混合反应器 | |
CN103933981B (zh) | 一种可磁性分离的核壳结构介孔纳米催化剂及其制备方法 | |
CN101670275A (zh) | 一种三维有序大孔螯合树脂的制备方法 | |
CN111013588B (zh) | 一种类芬顿催化剂及其制备方法和应用 | |
CN115084774B (zh) | 一种氧化镁纳米管电池隔膜及其加工工艺 | |
CN103100360A (zh) | 一种中空无机亚微米粒子的制备方法 | |
CN108822332B (zh) | 用于吸附有机溶剂的超疏水海绵的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201030 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |