双功能化介孔二氧化硅的制备与表征(2)
直接合成法[13]和后合成法[14]是对介孔二氧化硅的表面改性主要有两种方法。一般情况下，直接合成法能控制一定的官能团在介孔二氧化硅结构上的分布，但材料中有机硅烷的浓度达到一定的程度时，结构有序性不好。相比之下，后合成法所得改性材料的结构有序性较好，是目前采用较多的合成法。现在，对介孔二氧化硅进行氨基化改性的研究较多[15]。由杨娜等人合成了一种氨基改性的介孔二氧化硅材料，具有较大孔径,该材料对铜离子的吸附能力有很大的提高；Song等[16]对SBA-15分子筛的表面进行了氨基修饰，对药物布洛芬进行吸附和控释；Zeng等[17]对介孔二氧化硅分子筛表面进行氨基修饰并用于药物控制释放；陈雷等[18]采用合成后改性法将氨基嫁接进SBA-15及MCM-41的孔道内，改性后对布洛芬的吸附性能有较大的提高。聂鑫等[19]利用修饰剂三烷氧基氰乙基硅烷(CTES)对分子筛SBA-15进行羧基修饰，药物吸附性能表明，-COOH嫁接到SBA-15孔壁后载药量明显增加。但是，以往改性材料中都是单一改性居多，应用范围往往具有一定的局限性，无法满足生产、生活的需要。因此，合成多功能化的介孔二氧化硅材料成为一种必然的趋势。
从这些局限性和需求考虑，本文以三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123，Ma≈5800)为模板剂，以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源合成了具有介孔形貌的介孔二氧化硅(SBA-15)。采用后合成法，用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)偶联剂和甲苯对介孔二氧化硅表面氨基化改性，再用二甲基二甲酰胺(DMF)和聚丙烯酸(PAA)对氨基化的介孔二氧化硅表面修饰，合成具有氨基羧基双功能化的介孔NH2-SBA-15-PAA材料。采用红外光谱仪(FT-IR)、热重(TGA)等手段对改性的介孔二氧化硅的结构、性能进行了表征。
1 实验部分
1.1 主要试剂
正硅酸乙酯(TEOS),分析纯，北京化工厂。聚氧乙烯−聚氧丙烯−聚氧乙烯三嵌段共聚物(EO20PO70EO20, P123, 相对分子质量≈5800)，≥99 %，德国。3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，分析纯，上海晶纯试剂有限公司。二甲基甲酰胺(C3H7ON)，分析纯，成都化学试剂厂。聚丙烯酸(PAA)、盐酸、甲苯、无水乙醇均为分析纯(AR)。实验用水均为去离子水。
1.2 主要仪器
Nicolet 5700 型红外光谱仪(KBr压片)；Bruker D8 Focus 型粉末X-射线衍射仪( XRD，Cu Kα射线，管电压40 kV，管电流40 mA，2θ = 0.5°～ 6°)；热分析仪(STA 6000，美国PE公司)；电子分析天平(北京赛多利斯科学仪器有限公司)；电热鼓风干燥箱(一恒仪器公司)；真空干燥箱(DZF-6020，巩义市予华仪器有限公司)；循环水式真空泵(巩义市予华仪器有限公司)；超声清洗器(KQ-500，昆山市超声仪器有限公司)。
1.3 制备
1.3.1 SBA-15的制备
将4.0g 三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123，Ma≈5800)放入锥形瓶中，加入120mL稀盐酸(2 mol/L)和30 mL去离子水，将上述液体放入40℃恒温水浴中搅拌6 h。在剧烈搅拌下，用胶头滴管滴加8.4g的正硅酸乙酯(TEOS)。约10分钟加完，液体在40℃恒温继续搅拌24 h。然后将该液体转移至80℃恒温干燥箱中老化24 h。待液体冷却至室温后抽滤，用去离子水反复洗涤至无泡沫，并在通风橱中室温晾干，将晾干的固体放入马弗炉中550℃焙烧6 h(空气氛，升温速率1℃/min)，即得到SBA-1
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