层状有机/无机杂化物(C_4H_9NH_3)_2NiCl_4的合成与表征(英文)

以NiCl2·6H2O和C4H9NH2·HCl为原料,利用固相合成法成功合成了层状结构的有机/无机杂化物(C4H9NH3)2NiCl4(1);采用X射线粉末衍射仪和红外光谱仪表征了产物1的结构,利用元素分析和热重分析测定了其元素组成和热稳定性.结果表明,杂化物1具有层状结构,层间距为3.220 7nm.     

新型层状磷酸铝[Al6P8O32][(C2H5)2NHCH2CH2NH3]2·[C2H5NH2CH2CH2NH2C2H5] 的合成、表征及其共模板作用

在溶剂热体系中,以N,N-二乙基乙二胺为结构导向剂,合成了Al/P为3/4的层状磷酸铝[Al6P8O32][(C2H5)2NHCH2CH2NH3]2·[C2H5NH2CH2CH2NH2C2H5]单晶,并通过X射线单晶衍射结构分析.XRD,ICP,元素分析,差热-热重分析等手段进行了表征.该化合物属单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数:a=0.90945(2)nm,b=1.46424(4)nm,c=1.87572(5)nm,β=102.672(2)°,Z=4.其阴离子层由AlO4四面体和PO3(=O)四面体单元交替连接构成,形成四、六、八元环拓扑结构,无机层以ABAB方式堆积,两种质子化的有机胺分子N,N-二乙基乙二胺及其重排产物N,N′-二乙基乙二胺填充在层间.用分子动力学模拟方法,考察了标题化合物中有机胺与无机层间的相互作用,讨论了这两种有机胺的共模板作用.     

三氧化钼/苯胺层状复合材料的制备

以三氧化钼为无机主体, 用十二烷基胺对三氧化钼层间进行改性, 成功地制备了三氧化钼/苯胺层状复合材料. X射线衍射、元素分析、扫描电子显微镜、红外光谱测试及差热分析结果表明, 苯胺分子已成功地插入三氧化钼层间, 所得复合物化学式为[ANI]0.4MoO3. 插层后, 三氧化钼仍保持规则有序的层状结构, 其层间距扩大至1.318 nm. 讨论了无机主体与有机客体之间的相互作用、苯胺在层间的可能排布形式以及苯胺插入层间的反应机理.     

ZrW_(1.7)~ⅥW_(0.3)~ⅤO_7H_(0.3)(OH)_2·2H_2O的合成与表征

分别利用微乳液水热法和酸蒸气水热法合成了杂多蓝化合物 Zr W 1 .7W 0 .3O7H0 .3( OH) 2 · 2 H2 O.XRD测定结果表明 ,该化合物与 Zr Mo2 O7( OH) 2 · 2 H2 O具有相同晶体结构类型 .使用 Rietveld方法对产物进行了结构精修 ,并计算出了键参数和键价 .运用 EPR技术测定了该化合物中 W的价态 ,并利用 XPS能谱测定了 W /W 的比例 .利用价键和规则 ,指出 Zr W 1 .7W 0 .3O7H0 .3( OH) 2 · 2 H2 O中的 W— O3— H0 .1 5存在羟基化现象 ,并对杂多蓝化合物的红外吸收光谱进行了指认 .     

基于插层化学的单晶氧化钨纳米片的制备、表征与形成机制

结合插层化学与湿化学方法的优点, 建立了一种高比表面积、大径厚比、易分散的二维氧化钨(WO3)纳米片单晶的制备新方法. 微米级WO3与Bi2O3在800 ℃通过固相反应生成层状化合物Bi2W2O9; 所得到的Bi2W2O9经盐酸选择性溶出[Bi2O2]层后得到质子化形式的H2W2O7·xH2O相. 以H2W2O7·xH2O为钨源, 以辛胺插层所得无机-有机混杂纳米带为前驱物, 经硝酸氧化除去前驱物中的有机组分后得到正交相WO3·H2O纳米片; 将所得到的WO3·H2O纳米片在250~ 450 ℃和空气气氛中热处理2~5 h(升温速率为2 ℃/min), 得到单斜相WO3单晶纳米片. TEM与SEM分析结果表明, 单晶WO3·H2O与WO3纳米片的形貌相似, 其大小为(200~500) nm×(200~500) nm, 厚度为10~30 nm; 所得WO3·H2O与WO3纳米片单晶的厚度方向分别为[010]和[001]. N2吸附结果表明, WO3·H2O与WO3纳米片的比表面积分别可达到250与180 m2/g.     

ZrWⅥ1.7WⅤ0.3O7H0.3(OH)2·2H2O的合成与表征

分别利用微乳液水热法和酸蒸气水热法合成了杂多蓝化合物ZrWⅥ1.7WⅤ0.3O7H0.3(OH)2·2H2O. XRD测定结果表明, 该化合物与ZrMo2O7(OH)2·2H2O具有相同晶体结构类型. 使用Rietveld方法对产物进行了结构精修, 并计算出了键参数和键价. 运用EPR技术测定了该化合物中W的价态, 并利用XPS能谱测定了WⅤ/WⅥ的比例. 利用价键和规则, 指出ZrWⅥ1.7WⅤ0.3O7H0.3(OH)2·2H2O中的W-O3-H0.15存在羟基化现象, 并对杂多蓝化合物的红外吸收光谱进行了指认.     

二维手性层结构的无机-有机杂化磷酸镓(1,10-phen)Ga2(HPO4)2F2(H2O)的水热合成与表征

在水热体系中, 制备了二维手性层结构的(1,10-phen)Ga2(HPO4)2F2(H2O)无机-有机杂化磷酸镓化合物(简称JGP-7).用X射线粉末衍射、元素分析、诱导耦合等离子体、红外光谱、热重分析和X射线单晶衍射对其进行了表征.单晶结构分析表明, 该化合物属单斜晶系, P21/c空间群, 晶胞参数a=0.760 4(1) nm, b=2.169 1(4) nm, c=0.995 2(2) nm, β=99.93(3)°, V=1.619 3(3) nm3, μ=3.607 mm-1, Z=4, F(000)=1 120, R1=0.037 5, wR2=0.056 9, GOF=0.986.JGP-7的骨架由四元环组成的Ga(1)-P(1,2)-O一维链与Ga(2)2F4(H2O)2二聚体通过共用桥O原子构成具有4-, 10-元环的层状结构, 无机层状结构间呈现手性对映.这个无机层通过1,10-邻菲罗林配体相互作用形成的π-π堆积扩展为三维超分子结构.     

微孔层状磷酸铝材料的剥离与嵌入研究

用XRD和SEM等手段研究了微孔层状磷酸铝[Al₂P₃O₁₀(OH)₂][C₆NH₈]的剥离和嵌入过程,发现该材料在醇/水溶液中能很好地剥离,形成胶体溶液,并能在一定条件下再结晶形成C₂～C₁₂烷基胺嵌入的层状新材料.当嵌入达到饱和时,有机胺在层间呈双层排列,并与层板成42.6°倾斜角.磷酸铝剥离和嵌入的难易与其层板结构间相互作用的强弱直接相关.     

以1,6-己二胺为模板剂的层状磷酸锆晶体的合成与表征

 采用水热法合成了以1,6-己二胺(HDA)为模板剂的层状磷酸锆晶体0.5·1.5H2O,并用单晶及粉末XRD,IR和TG-DTA等对其结构和性质进行了表征. 该晶体是由磷酸锆无机层、有机胺以及水分子三部分构成的层状结构,层间距约为1.77 nm,无机层结构为γ-型. 位于有机胺两端的氮与无机层表面部分羟基的氧以氢键连接,水分子占据磷酸锆层间的两种位置. 单晶结构模拟得到的XRD谱与从粉末样品采集的XRD谱基本吻合. 此晶体在180 ℃下脱去水分子,在220 ℃下加热3 h其结构未发生明显变化; 有机胺模板剂在250 ℃下开始分解.     

层状纳米光催化复合材料H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2的合成及性质

用固相合成法制备出K0.8Fe0.8Ti1.2O4,并用离子交换反应制备出H0.8Fe0.8Ti1.2O4;通过C3H7NH2层间膨胀,TiO2粒子的插入和紫外光分解等反应,合成出一种新的层状光催化纳米复合材料-H0.8Fe0.8Ti1.2O4/TiO2.X射线衍射和漫反射等表征结果表明 该样品的层间高度为0.47nm,禁带能隙为2.18和2.88eV.用(>400 nm的光照射30 min,0.4 g样品可使甲基橙溶液(20 mg/L)的降解率达到22.1%.而同样条件下标准TiO2(P-25)仅为6.2%,表明所研制的层状纳米复合材料具有较高的光催化活性.     

复合材料K_8[Fe(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/ZrO_2的制备、表征及光催化性能

采用静电自组装法制备了复合材料K_8[Fe(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/ZrO_2.运用UV,IR,XRD,SEM-EDS和N_2吸附-脱附的检测手段对其进行了表征,并以该化合物作为催化剂,研究了其对孔雀石绿溶液的光降解情况.通过实验确定最佳的光降解条件:孔雀石绿溶液的初始浓度为25mg/L,孔雀石绿溶液的初始pH值为2,K_8[Fe(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/ZrO_2的用量为0.05g.在最佳的条件下,孔雀石绿溶液的脱色率可达98.68%.因此,K_8[Fe(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/ZrO_2是一种光催化性能良好的复合材料.     

Keggin型磷钨酸/2-氨基吡啶聚合膜修饰电极的电化学性质及对维生素B2的电催化

制备了Keggin型磷钨酸/2-氨基吡啶电聚合复合膜修饰电极,研究了该复合膜修饰电极的电化学性质。结果表明,在BR缓冲溶液中,该复合膜修饰电极显示出3对氧化还原峰,对应于表面电沉积的磷钨酸的电化学作用,其电化学行为受表面吸附控制。该电极对维生素B2（VB2）具有良好的电催化作用,根据VB2的电化学行为,推断出了可能的电极反应机理,计算出VB2在该电极上的电荷转移系数为0.357,电荷转移速率常数为0.042 s-1,推断其在该电极上的行为为准可逆过程。在2.4×10-6~1.0×10-4 mol/L和1.0×10-4~5.5×10-4 mol/L 范围内峰电流与VB2浓度呈良好的线性关系,其检出限为1.4×10-6 mol/L。该电极显示出良好的稳定性和重现性,用于复合维生素药片中VB2含量的测定,结果满意。     

有序介孔材料H6P2W18O62/TiO2(Brij-76)的制备与微波增强光催化降解一氯苯

采用非离子表面活性剂C18H37(OCH2CH2)10OH(Brij-76)作为模板剂, 在以杂多酸H6P2W18O62对TiO2掺杂改性基础上, 通过模板-溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法在较低温度下制备了有序复合介孔材料H6P2W18O62/TiO2(Brij-76). 通过傅立叶变换红外(FT-IR)光谱, X射线衍射(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), 能量色散X射线(EDX), N2吸附-脱附测定和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对其进行了表征. 结果表明, 以非离子表面活性剂Brij-76为模板剂制得的复合材料H6P2W18O62/TiO2(Brij-76)平均孔径约为3.31 nm, BET比表面积为99.78 m2·g-1. 与TiO2相比, 其孔径有序性大幅度提高, 粒子的聚集度降低, 表面酸性显著增加. 微波增强光催化性能研究结果显示, H6P2W18O62/TiO2(Brij-76)在微波作用下催化活性更高, 可有效地降解一氯苯溶液.     

聚苯胺/Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米复合材料的制备及电磁性能

采用高分子凝胶法制备尖晶石型Co0.5Zn0.5Fe2O4,原位聚合法制备纯聚苯胺和聚苯胺/Co0.5Zn0.5-Fe2O4纳米复合材料.使用傅立叶红外光谱(FTIR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对复合材料进行了表征.FTIR和XRD的结果表明样品为纯聚苯胺和聚苯胺/Co0.5Zn0.5-Fe2O4.UV-Vis光谱表明聚苯胺/Co0.5Zn0.5Fe2O4苯环上的π-π*和n-π*分别红移了23nm和5nm.TEM照片可知,聚苯胺和聚苯胺/Co0.5Zn0.5Fe2O4粒子的平均粒径分别约为50nm和70nm.在8.2～12.4GHz测试频率范围内,聚苯胺/Co0.5Zn0.5Fe2O4的ε″数值在9.2～12.3之间,u″数值在0.15～0.16之间;聚苯胺/Co0.5-Zn0.5Fe2O4介电损耗低于纯聚苯胺,而磁损耗高于纯聚苯胺.     

A layered tungstic acid H2W2O7 x nH2O with a double-octahedral sheet structure: conversion process from an aurivillius phase Bi2W2O9 and structural characterization

The conversion process of an Aurivillius phase, Bi(2)W(2)O(9), into a layered tungstic acid by hydrochloric acid treatment has been investigated, and resultant H(2)W(2)O(7) x nH(2)O has been fully characterized. The c parameter of Bi(2)W(2)O(9) [2.37063(5) nm] decreases to 2.21(1) nm in an acid-treated product dried at ambient temperature. The a and b parameters of Bi(2)W(2)O(9) [a = 0.54377(1) nm and b = 0.54166(1) nm] also decrease slightly to a = 0.524(1) nm and b = 0.513(1) nm in the acid-treated product dried at ambient temperature, indicating structural changes in the ReO(3)-like slabs in Bi(2)W(2)O(9) upon acid treatment. Drying at 120 degrees C leads to a further decrease in the c parameter [1.86(1) nm] with no notable change in the a and b parameters [a = 0.5249(2) nm and b = 0.513(2) nm]. The formation of an expandable layered structure is demonstrated by the successful intercalation of n-octylamine [interlayer distance 2.597(9) nm] and n-dodecylamine [interlayer distance 3.56(2) nm]. The compositions of the acid-treated products are determined to be H(2)W(2)O(7) x nH(2)O typically with n = 0.58 for the air-dried product and n = 0 for the product dried at 120 degrees C. As a consequence, the composition of the layer is H(2)W(2)O(7), and the decrease in the c parameter upon drying is ascribable to the loss of interlayer water. Scanning electron microscopy reveals no morphological change during acid treatment, which strongly suggests a selective leaching of the bismuth oxide sheets as a reaction mechanism. High-resolution transmission electron microscopy (HREM) observation of the acid-treated product shows consistency with a structural model for H(2)W(2)O(7), derived from Bi(2)W(2)O(9) through removal of the bismuth oxide sheets and contraction along the c axis. HREM observation also reveals that the WO(6) octahedra arrangement changes slightly with acid treatment. A one-dimensional electron density map projected on the c axis for the product dried at 120 degrees C, H(2)W(2)O(7), shows good consistency with that calculated for the structural model.     

Exfoliation of layered rutile and perovskite tungstates

The layered trirutile phases HMWO6 (M = Nb, Ta) and the layered perovskite H2W2O7 (synthesized by acid leaching of Bi2W2O9) were exfoliated into nanoscale colloids by reaction with quaternary ammonium hydroxides.     

Ni-CH_3CH_2NH_2/H_(1.78)Sr_(0.78)Bi_(0.22)Nb_2O_7复合层状钙钛矿的合成及光催化分解水产氢性能(英文)

自从分解水产氢被首次报道以来,许多光催化剂被开发出来并用于光催化分解水产氢.然而,由于光生电子和空穴的复合率普遍较高,大部分的光催化剂分解水产氢效率都很低.因此,开发新型高效的光催化材料至关重要.具有(Bi_2O_2)~(2+)(A_(m-1)M_mO_(3m+1))~(2-)通式的Aurivillius相层状钙钛矿材料因具有独特的层状结构、元素可调性以及优异的电荷传输和分离能力而广泛应用于光催化分解水和去除有机污染物.此外,当该类层状钙钛矿被剥离成超薄纳米片时,其光催化性能进一步提高.为了进一步提高层状钙钛矿的载流子分离能力,将客体(如贵金属,半导体等)通过化学反应的途径插入到层状钙钛矿的层间区域,从而合成出复合层状钙钛矿被广泛发展和应用.然而,引入的客体主要是贵金属和半导体,这类客体的高成本和不均匀分布制约了其进一步的应用.由于廉价、无毒和稳定等优点,镍基材料如Ni,NiO,Ni_2O_3,NiS,NiS_2,Ni(OH)2和Ni(OH)x等被广泛用作增强电极材料的光电性能和催化剂的光催化分解水产氢性能的助催化剂.本文采用简单的原位化学反应法制备出镍基配合物Ni-CH_3CH_2NH_2(Ni-EA)插层的Ni-CH_3CH_2NH_2/H_(1.78)Sr_(0.78)Bi_(0.22)Nb_2O_7(Ni-EA/HSNNs)复合层状钙钛矿;然后采用X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱等手段对Ni-EA/HSNNs光催化剂进行了系统的研究.XRD结果表明,引入Ni~(2+)后,HSNNs层间距减小并且平行于钙钛矿层的晶面结晶度增强,证明HSNNs沿垂直于钙钛矿层的方向出现了层层组装.FTIR和XPS结果表明,引入的Ni~(2+)与HSNNs层间和表面的乙胺分子之间存在较强的相互作用,结合高分辨透射电镜图可知,Ni的存在形态可能为配合物Ni-EA.由此可见,当向HSNNs中引入Ni~(2+)时,Ni~(2+)和HSNNs层间和表面的乙胺分子反应生成带正电的配合物Ni-EA,由于Ni-EA与HSNNs的钙钛矿层带有异种电荷,两者之间存在较强的静电相互作用力,从而引起钙钛矿纳米片HSNNs的层层组装,最后形成Ni-EA/HSNNs复合层状钙钛矿.光催化分解水产氢性能测试结果表明,当引入0.5 wt%Ni时,复合层状钙钛矿表现出最优的光催化性能.与HSNNs(241.58μmol/h)相比,0.5%Ni-EA/HSNNs的光催化分解水产氢速率(372.67μmol/h)提高了0.54倍,表现出与0.5%Pt/HSNNs可比拟的光催化活性,可见,非贵金属Ni具有替代贵金属Pt的能力.进一步的研究表明,镍基配合物Ni-EA显著增强了催化剂的光生载流子的传输和分离能力,从而提高了其光催化分解水产氢性能.该文为光催化分解水产氢提供了一种简便的合成非贵金属配合物助催化剂的方法.     

TiO_2聚苯胺复合膜的光电化学

利用电化学方法制备了TiO2 聚苯胺 (PANI)复合膜 .该膜具有比TiO2 或PANI膜更宽的吸收谱区 ,并且不同于利用聚苯胺光敏化的TiO2 膜 ,表现为两者复合材料膜的性质 .扫描电镜图表明 ,TiO2 微粒不完全覆盖着PANI膜 .根据TiO2 微粒光电流谱带的阈值能可得复盖在部分氧化态聚苯胺膜上的TiO2 微粒的禁带宽度为 3.0eV .部分氧化态聚苯胺膜的光电流谱遵循Fowler定律 ( 1/2 ～hυ成线性 ) .通过Fowler图得出部分氧化态聚苯胺的绝缘母体禁带宽度为 3.33eV ,并证实该绝缘母体为还原态聚苯胺 .从Mott Schottky图得到在 0 .0 5mol/LK3Fe(CN) 6 /K4 Fe(CN) 6 溶液中 (pH =8.52 )部分氧化态聚苯胺的平带电位为 0 .13V ,掺杂浓度为 5.3× 10 18cm- 3;TiO2 PANI复合膜的平带电位为 - 0 .6 5V ,掺杂浓度为 9.1× 10 19cm- 3.解释了TiO2 PANI复合膜的光电化学过程并描绘出其能带图 .利用TiO2 PANI复合膜能够有效地光降解苯酚溶液 .     

Cr2O3/C@TiO2核壳型复合材料的设计合成及其光催化产氢性能

随着社会经济的快速发展,能源危机和环境污染问题成为世界各国关注的焦点.通过光催化剂将太阳能用于污染物降解、分解水产氢、CO2还原及有机物合成等领域,是解决上述问题的理想途径.过渡金属氧化物TiO2因其稳定性高、催化活性好、制备简单等优点,被认为是最理想的光催化材料.然而,TiO2带隙较宽、光响应范围窄、光量子效率低等缺点限制了其实际应用.将碳或Cr2O3与TiO2结合形成复合结构已被证明可以有效提升其光催化性能.另一方面,金属离子的掺杂可以有效提高氧化钛的可见光响应.本文利用具有高比表面积的金属有机骨架材料MIL-101(Cr)纳米材料作为模板、镉源和碳源,首先在MIL-101(Cr)表面可控生长TiO2纳米颗粒,获得MIL-101(Cr)@TiO2复合结构;然后在氮气保护下碳化形成Cr2O3/C@TiO2核壳型复合材料.碳化后,制备的复合材料具有模板的八面体形貌和高比表面积,MIL-101(Cr)中的Cr元素一部分会形成Cr2O3,一部分会掺杂到TiO2中,使得TiO2的吸收边红移.此外,Cr2O3/C@TiO2中的C有利于光的吸收和载流子的分离.这种独特的纳米结构赋予Cr2O3/C@TiO2复合材料优异的光催化性能.在300 W氙灯照射下,该复合材料光解水产氢的速率为446μmol h?1 g?1,约为纯TiO2的4倍.在可见光照射下,Cr2O3/C@TiO2分解水产氢的速率为25.5μmol h?1 g?1.将获得的粉体催化剂制备成光电极发现,Cr2O3/C@TiO2在全幅光照射下的光电流密度在0.4 V(vs.Ag/AgCl)下达到2.3 mA/cm2,约为纯TiO2的3.5倍.Cr2O3/C@TiO2光催化产氢活性的提高一方面是由于Cr掺杂到TiO2中使得其具有可见光响应,另一方面MIL-101碳化获得的Cr2O3/C有效促进了光生载流子的分离.     

Cr2O3/C@TiO2核壳型复合材料的设计合成及其光催化产氢性能

随着社会经济的快速发展,能源危机和环境污染问题成为世界各国关注的焦点.通过光催化剂将太阳能用于污染物降解、分解水产氢、CO2还原及有机物合成等领域,是解决上述问题的理想途径.过渡金属氧化物TiO2因其稳定性高、催化活性好、制备简单等优点,被认为是最理想的光催化材料.然而,TiO2带隙较宽、光响应范围窄、光量子效率低等缺点限制了其实际应用.将碳或Cr2O3与TiO2结合形成复合结构已被证明可以有效提升其光催化性能.另一方面,金属离子的掺杂可以有效提高氧化钛的可见光响应.本文利用具有高比表面积的金属有机骨架材料MIL-101(Cr)纳米材料作为模板、镉源和碳源,首先在MIL-101(Cr)表面可控生长TiO2纳米颗粒,获得MIL-101(Cr)@TiO2复合结构;然后在氮气保护下碳化形成Cr2O3/C@TiO2核壳型复合材料.碳化后,制备的复合材料具有模板的八面体形貌和高比表面积,MIL-101(Cr)中的Cr元素一部分会形成Cr2O3,一部分会掺杂到TiO2中,使得TiO2的吸收边红移.此外,Cr2O3/C@TiO2中的C有利于光的吸收和载流子的分离.这种独特的纳米结构赋予Cr2O3/C@TiO2复合材料优异的光催化性能.在300 W氙灯照射下,该复合材料光解水产氢的速率为446μmol h?1 g?1,约为纯TiO2的4倍.在可见光照射下,Cr2O3/C@TiO2分解水产氢的速率为25.5μmol h?1 g?1.将获得的粉体催化剂制备成光电极发现,Cr2O3/C@TiO2在全幅光照射下的光电流密度在0.4 V(vs.Ag/AgCl)下达到2.3 mA/cm2,约为纯TiO2的3.5倍.Cr2O3/C@TiO2光催化产氢活性的提高一方面是由于Cr掺杂到TiO2中使得其具有可见光响应,另一方面MIL-101碳化获得的Cr2O3/C有效促进了光生载流子的分离.