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jcy-ouc

新虫 (初入文坛)

[交流] 关于赵东元文献中Fe3O4@nSiO2@mSiO2的制备问题 已有6人参与

按照赵东元老师Superparamagnetic High-Magnetization Microspheres with Fe3O4@SiO2 Core and Perpendicularly Aligned Mesoporous SiO2 Shell for Removal of Microcystins制备Fe3O4@nSiO2@mSiO2,在合成Fe3O4和Fe3O4@nSiO2都不存在微球聚集问题,在合成Fe3O4@nSiO2@mSiO2有一下几个问题,请大神指教!!
合成方法:用0.1M HCl水溶液(50mL)通过超声处理0.10g Fe3O4颗粒(直径约300nm)。处理10分钟后,分离磁铁矿颗粒并用去离子水洗涤,然后将其均匀分散在乙醇(80mL)、去离子水(20mL)和浓氨水溶液(1.0mL,28wt%)的混合物中,然后加入正硅酸乙酯(TEOS,0.03g,0.144mmol)。在室温下搅拌6小时后Fe3O4@nSiO2将微球分离并用乙醇和水洗涤,并在含有CTAB(0.30g,0.823mmol)去离子水(80mL)、浓氨水溶液(1.00g,28wt%)和乙醇(60mL)的混合溶液中再分散。将混合溶液均化0.5小时以形成均匀的分散体。在连续搅拌下向分散液中滴加0.40g TEOS(1.90mmol)。反应6小时后,用磁铁收集产物,并用乙醇和水重复洗涤以除去非磁性副产物。
反应时用了0.25g的Fe3O4,配料比例也是2.5倍使用。
问题:1.在合成完Fe3O4@nSiO2后并没有聚集现象产生,但在合成Fe3O4@nSiO2@mSiO2时,按照上述方法,在将Fe3O4@nSiO2加入乙醇、水、氨水呢、ctab的混合溶液后,超声过程中会在烧杯壁产生絮状物,看形态是铁聚集在一块?原因是什么?这对合成有影响吗?
2.超声半小时后,在机械搅拌(300r/min)将乙醇和teos的混合溶液(10ml乙醇+TEOS1.2g用量)逐滴加入,大约十分钟加完,但在几分钟后就会产生肉眼可见的颗粒,这是什么原因呢?是TEOS加快了?
3.在拍TEM时,能看到介孔形成,也能看到微球,但也是聚集成团,应该是合成成功了,但上述的聚集问题是怎么回事
快被实验搞死了,求求大神们帮忙解答一下

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zxhuizhang

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合成介孔二氧化硅,一定要控制滴加速度和搅拌速度,二者必须控制到合适的配合,从题主的分析来看,应该是搅拌速度慢了,滴加速度快了,单次滴加量大了。
见此
5楼2022-12-13 18:13:22
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yonghui214

新虫 (正式写手)


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赵院士说过就是把配方都告诉你。你也不一定能合成。

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2楼2022-12-11 14:57:58
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aspect3000

至尊木虫 (知名作家)

3楼2022-12-11 15:13:51
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jcy-ouc

新虫 (初入文坛)

能解答一下疑惑吗,还是说这种情况就是正常吗,这样合成就算聚集也可以使用

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4楼2022-12-11 15:26:49
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ca0yan9

捐助贵宾 (文坛精英)

小木虫幼儿园荣誉园长


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控制水解是个非常困难的问题,再加上这种反应需要在fe3o4表面进行异相成核生长,因此原位水解包覆并且生成介孔非常困难,这个实验本身重复起来就很难,而且要知道不同厂家的试剂含水、含杂质都不一样,反应效果肯定难以完全一致

1. 形成絮状物可能是没有分散均匀,然后没有分散均匀容易聚集到表面
2. 产生颗粒应该是反应速率太快了或者fe3o4浓度太高聚集所导致
3. 如果合成成功,但是聚集了,有可能是合成过程浓度太高,生长过程中聚集到一起了,可能降低合成过程的fe3o4固体浓度成功的机会更大
6楼2022-12-14 06:00:16
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jcy-ouc

新虫 (初入文坛)

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5楼: originally posted by zxhuizhang at 2022-12-13 18:13:22
合成介孔二氧化硅,一定要控制滴加速度和搅拌速度,二者必须控制到合适的配合,从题主的分析来看,应该是搅拌速度慢了,滴加速度快了,单次滴加量大了。

我把teos和乙醇混合用滴管逐滴滴加加,十分钟之内加完,这还快吗

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7楼2022-12-16 10:24:29
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jcy-ouc

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
6楼: Originally posted by ca0yan9 at 2022-12-14 06:00:16
控制水解是个非常困难的问题,再加上这种反应需要在fe3o4表面进行异相成核生长,因此原位水解包覆并且生成介孔非常困难,这个实验本身重复起来就很难,而且要知道不同厂家的试剂含水、含杂质都不一样,反应效果肯定 ...

1形成絮状是不是和ctab的溶解有关,我试了一下先将醇水和CTAB超声混合,使CTAB充分溶解,再将包硅磁珠溶解,超声时没有絮状产生,但在后面搅拌加TEOS时在烧杯壁上还是有,感觉分散已经很均匀了
2.减少四氧化三铁的量可以试试
3.还有就是醇水比例会影响TEOS的水解速度吧,是不是可以减少水的含量来降低TEOS的水解速度

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8楼2022-12-16 10:38:05
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zxhuizhang

木虫 (正式写手)


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引用回帖:
7楼: Originally posted by jcy-ouc at 2022-12-16 10:24:29
我把teos和乙醇混合用滴管逐滴滴加加,十分钟之内加完,这还快吗

...

我记得我之前是慢搅拌的情况下,需要20m还是30m,反应6h是不是时间太长了?
见此
9楼2022-12-17 10:12:57
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小王庄1号

铁虫 (小有名气)


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7楼: Originally posted by jcy-ouc at 2022-12-16 10:24:29
我把teos和乙醇混合用滴管逐滴滴加加,十分钟之内加完,这还快吗

...

滴管滴的话,速度不好控制吧,而且每一滴有0.05mL,你速度再慢,他也是一滴0.05mL
10楼2022-12-22 09:57:59
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