模板法制备的有序介孔Co3O4的电化学电容行为

以介孔硅作为模板合成有序的介孔Co3O4, 在6 mol/L KOH电解液里进行电化学性能的测试. 结果表明具有有序介孔结构的Co3O4, 其比容量可以达到250 F/g, 大约为在550 ℃下直接煅烧Co(NO3)•6H2O所得的Co3O4容量的4倍. 其外该材料还表现出良好的倍率特性, 这一现象可归因于有序的介孔结构增大了有效的反应表面积, 同时有利于离子在其中传递.     

有序介孔C/NiO复合材料的合成及其电化学性能

以嵌段共聚物F127(Mw=12600, PEO106PPO70PEO106)为模板剂, Ni(Ac)2·4H2O为Ni源, 低分子量的酚醛树酯为碳源, 通过溶胶-凝胶三元共组装方法合成高度有序介孔C/NiO复合材料. 对样品进行X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸脱附等结构表征及循环伏安(CV)等电化学性能测试. 结果显示, NiO晶体和碳组成了C/NiO复合材料的基本骨架, 该复合材料具有高度有序的介孔结构. NiO晶体的存在极大地提高了复合材料的电化学性能, 当C/NiO达到4:1(苯酚与Ni(Ac)2·4H2O的摩尔比)时复合材料的比电容达到444.1 F·g-1, 而有序的介孔结构并没有被破坏, 使得该材料具有较好的应用前景.     

介孔氧化镍的合成、表征和在电化学电容器中的应用

以十二烷基硫酸钠为模板剂, 采用尿素为沉淀剂, 用均匀沉淀法, 适当控制尿素的水解速度, 制备具有介孔结构的氢氧化镍胶体, 在不同温度下焙烧处理得到孔分布集中的氧化镍介孔分子筛. 结果表明, 在523 K下焙烧得到的氧化镍BET比表面达到477.7 m²•g^－1. 结构表征还显示, 介孔氧化镍的孔壁为多晶结构, 其孔结构形成机理应为准反胶束模板机理. 循环伏安法表明用NiO介孔分子筛制备的电极有很好的电容性能. 与浸渍法和阴极沉淀法制得的NiO相比, 这种介孔结构的NiO能够大量用来制作电化学电容器电极, 并且保持较高的比电容量和良好的电容性能.     

Pt/Co3O4/3DOM Al2O3：甲苯燃烧的高效催化剂

与硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳以及悬浮颗粒一样,大部分挥发性有机物(VOCs)污染大气环境.控制 VOCs排放有多种方法,其中催化氧化法是一种有效技术,关键在于获得高效催化剂.
　　近年来,负载过渡金属和贵金属催化剂因具有比单纯负载贵金属和单纯负载过渡金属氧化物更好的催化性能而备受关注.在负载贵金属催化剂中,高比表面积载体负载 Pt, Pd或 Rh催化剂得到广泛而深入的研究,尽管这些催化剂成本较高,但是其对 VOCs氧化反应显示了很高的低温催化活性.众所周知,催化活性取决于贵金属和 VOCs的种类,不同负载贵金属催化剂对特定反应会表现出不同的催化活性.负载 Pt催化剂对长链碳氢化合物和芳香族化合物氧化反应表现出更高的活性.相对于负载贵金属催化剂,负载过渡金属氧化物催化剂不仅具有良好的氧化活性,而且价格低廉.迄今已发现许多过渡金属氧化物(如 Co3O4, Cr2O3和 MnO2等)对典型 VOCs氧化反应具有催化活性,其中 Co3O4的催化活性尤为突出.研究表明, Co3O4的性质和分散度是决定其性能的关键因素,制备方法、载体性质和过渡金属氧化物负载量对 Co3O4的物化性质具有重要影响,而且在负载 Pt催化剂中添加金属氧化物能改善其催化性能.尽管多孔氧化铝是一种常用的载体材料,但目前尚无文献报道三维有序大孔-介孔氧化铝负载 Co3O4和 Pt纳米粒子催化剂的制备及其对甲苯氧化反应的催化性能.
　　本文采用聚甲基丙烯酸甲酯微球胶晶模板法、等体积浸渍法和聚乙烯醇保护的硼氢化钠还原法制备了三维有序大孔-介孔(3DOM Al2O3)负载 Co3O4和 Pt (xPt/yCo3O4/3DOM Al2O3, Pt的质量分数(x%)为0-1.4%, Co3O4的质量分数(y%)为0-9.2%)纳米催化剂.通过电感耦合等离子体原子发射光谱、X射线衍射、氮气吸附-脱附、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、选区电子衍射、X射线光电子能谱及氢气程序升温还原等技术表征了催化剂的物化性质,利用固定床微型石英反应器评价了催化剂对甲苯氧化反应的催化活性.结果表明,xPt/yCo3O4/3DOMAl2O3催化剂具有多级孔结构(大孔孔径为180–200 nm,介孔孔径为4–6 nm),比表面积为94?102 m2/g.粒径为18.3 nm的 Co3O4纳米粒子和粒径为2.3?2.5 nm的 Pt纳米粒子均匀分散在3DOM Al2O3表面.在xPt/yCo3O4/3DOM Al2O3催化剂中,1.3Pt/8.9Co3O4/3DOM Al2O3拥有最高的 Oads浓度、最好的低温还原性和最高的甲苯氧化反应催化活性(当空速为20000mL g–1 h–1时,甲苯转化率达90%的反应温度为160oC).基于催化剂的活性数据和结构表征,我们认为,1.3Pt/8.9Co3O4/3DOM Al2O3优异的催化性能与其高分散的 Pt纳米粒子、高的 Oads浓度、好的低温还原性、Pt和 Co3O4纳米粒子间的强相互作用以及多级孔结构相关.     

Co(OH)2/Ni(OH)2复合电极材料制备及其超级电容性质

以Co(NO_3)_2·6H_2O和Ni(NO_3)_2·6H_2O为钴源和镍源,采用溶剂热法一步合成了Co(OH)_2/Ni(OH)_2复合材料,通过煅烧该复合材料可得到NiCo_2O_4。采用XRD、SEM、BET等对材料进行了表征,结果表明,Co(OH)_2/Ni(OH)_2复合材料是薄片组成的花状形貌,比表面积为37. 48m~2/g。电化学性能测试表明,Co(OH)_2/Ni(OH)_2复合材料比NiCo_2O_4具有更高的比电容值和容量保持率。在0. 5A/g的电流密度下,复合材料比电容值可达到1097. 8F/g,而NiCo_2O_4比电容值仅为86. 1F/g。因此,与煅烧后的NiCo_2O_4材料相比,Co(OH)_2/Ni(OH)_2复合材料具有更加优良的电化学性能,这为高性能超级电容器材料的制备提供了一个新思路。     

有序多孔过渡金属氧化物及其负载贵金属催化剂对挥发性有机物氧化的催化性能

大部分的挥发性有机物(VOCs)污染环境,危害人身健康.目前,我国虽然已开展了治理 VOCs污染的工作,但还缺乏有效的、拥有自主知识产权的 VOCs治理技术,因此研发新型高效 VOCs处理技术迫在眉睫.催化氧化法是公认的最有效消除 VOCs的途径之一,而高性能催化剂的研发是实现该过程的关键.近年来,人们围绕消除 VOCs的高效且价廉的催化剂的研发开展了卓有成效的工作,许多过渡金属氧化物、混合或复合金属氧化物及其负载贵金属催化剂均被认为是有效的催化氧化材料.与体相材料相比,多孔材料具有发达的孔道结构和高的比表面积,一方面有利于反应物的扩散、吸附和脱附,因而具有更高的催化活性和选择性;另一方面有利于活性组分(如贵金属等)在多孔材料表面的高分散,抑制活性组分的烧结,因而具有更好的催化稳定性.本文简述了近年来多孔金属氧化物在环境污染物消除领域的研究进展,阐述了以有序介孔或大孔过渡金属氧化物、钙钛矿型氧化物和负载贵金属催化剂的制备及其对典型 VOCs(如苯系物、醇类、醛类及酮类等)氧化的催化性能,重点介绍了四类催化材料,包括有序介孔过渡金属氧化物或复合氧化物(Co3O4, MnO2, Fe2O3, Cr2O3和 LaFeO3等)催化剂,有序介孔金属氧化物负载贵金属(Au/Co3O4, Au/MnO2和 Pd/Co3O4等)催化剂,三维有序大孔过渡金属氧化物或复合氧化物(Fe2O3, LaMnO3, La0.6Sr0.4MnO3和 La2CuO4等)催化剂,以及三维有序大孔金属氧化物负载贵金属(Au/Co3O4, Au/LaCoO3, Au/La0.6Sr0.4MnO3和 AuPd/Co3O4等)催化剂的制备及其物化性质与对苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮、甲醛、甲烷或氯甲烷等 VOCs氧化的催化性能之间的相关性.借助二氧化硅或聚甲基丙烯酸甲酯微球等硬模板,采用纳米浇铸法可制备出二维或三维的有序单一或多级孔道结构的金属氧化物.研究表明,多孔金属氧化物的催化性能远优于其体相甚至纳米催化剂的.有序多孔材料的优异催化性能与其拥有大的比表面积、高的吸附氧物种浓度、优良的低温还原性、独特的孔道结构、活性组分的高分散以及贵金属与氧化物载体之间的强相互作用等有关.探明影响催化剂活性的因素有利于从原子水平上认识催化过程,为新型高效催化剂的设计与制备奠定基础.本文还指出了此类研究中存在的一些问题,例如利用硬模板法制备多孔材料的缺点是目标催化剂的收率低,硬模板浪费严重,大规模制备多孔催化剂势必增加制备成本,这些问题有待于妥善解决.与此同时,还展望了 VOCs消除技术的未来发展趋势,采用多种技术联用的方法有望最大程度地提高 VOCs的消除效率.     

电化学电容器电极材料超细MnO2的制备及表征

高性能的电化学电容器具有极其重要和广阔的应用前景(1)。以RuO2等贵重金属氧化物为电极材料的电化学电容器已应用于多个领域(2),但昂贵的价格限制了它们更加广泛的应用。有些廉价金属氧化物也具有一定的氧化还原准电容,如Co3O4、NiO和MnO2等(1,3 6)。二氧化锰价格低廉,资源丰富,电化学性能好,其作为电化学电容器的活性材料具有更大的应用前景和价值。本文采用K2S2O8氧化MnSO4·H2O制得超细MnO2,并通过XRD、TEM和SEM测试对其进行表征,并研究了其在0 5mol/LNa2SO4水溶液中的循环伏安性能、恒流充放性能以及电容稳定性能。1…     

Co3O4纳米颗粒的制备及其电化学性能

采用化学共沉淀方法制备前驱体Co(Ⅱ)1-xCo(Ⅲ)x(OH)2-y(NO3)x+y,经焙烧后得Co3O4纳米颗粒。用红外光谱对所制样品的成分进行分析;用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征产物的结构和形貌;用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对Co3O4电化学性能进行研究。测试表明,Co3O4-300具有最佳的电容性能,单电极比电容可达338F/g,并且在1A/g电流密度下循环1000周后,比电容仍能保持93%,有望成为电化学电容器的电极材料。     

介孔CeO2负载的Co3O4催化剂催化富氢气体中的CO优先氧化反应

采用溶胶-凝胶法制备出介孔氧化铈(meso-CeO2)及其负载的氧化钴(Co3O4/meso-CeO2)催化剂,并将其应用于富氢气体中CO的优先氧化反应.通过N2物理吸附及X射线衍射表征考察了meso-CeO2和Co3O4/meso-CeO2的结构性质.活性评价结果表明,在高空速下,Co3O4/meso-CeO2催化剂上的CO优先氧化性能很好,但水和CO2对CO的氧化有一定的负作用.Co3O4/meso-CeO2催化剂的CO完全氧化温度窗口远大于沉淀法制备CeO2负载的氧化钴催化剂.     

Co(OH)_2/NaY复合材料的制备及其超级电容性能

应用化学共沉淀法制备Co(OH)2/NaY复合材料,并以其组成超级电容器.测试结果表明,该材料具有良好的超级电容性能,Co(OH)2的最高比电容达632.5 F.g-1.     

Direct imaging of surface topology and pore system of ordered mesoporous silica (MCM-41, SBA-15, and KIT-6) and nanocast metal oxides by high resolution scanning electron microscopy

We report here a detailed study on the surface topology of well-known ordered mesoporous silica (SBA-15, MCM-41, and KIT-6) and a series of nanocast Co 3O 4, Co 3O 4/CoFe 2O 4 composites by high resolution scanning electron microscopy (HR-SEM). Images of the MCM-41 structure were obtained at a resolution of the pore size, as well as a real space image of the gyroid silica surface of KIT-6 for two different aging temperatures, clearly revealing the differences of the aging procedures. By using the low voltage HR-SEM technique with extremely high resolution, we could very clearly show the influence of the template properties on the structure of the nanocast metal oxides.     

Catalytic abatement of CO and volatile organic compounds in waste gases by gold catalysts supported on ceria-modified mesoporous titania and zirconia

Mesoporous oxides TiO2 and ZrO2, synthesized by surfactant templating via a neutral C13(EO)6–Zr(OC3H7)4 assembly pathway, and ceria‐modified TiO2 and ZrO2, prepared by a deposi‐tion–precipitation (DP) method, featuring high surface areas and uniform pore size distributions were used as supports for gold catalysts. The supported gold catalysts were assessed for the cata‐lytic abatement of air pollutants, i.e., CO, CH3OH, and (CH3)2O. The gold was supported on the mes‐oporous oxides by a DP method. The supports and catalysts were characterized by powder X‐ray diffraction, high‐resolution transmission electron microscopy, N2 adsorption–desorption analysis, and temperature‐programmed reduction technique. A high degree of synergistic interaction be‐tween ceria and mesoporous ZrO2 and TiO2 as well as a positive modification of the structural and catalytic properties by ceria was observed. The ceria additive interacts with the mesoporous oxides and induces a strong effect on the reducibility of the supports. The catalytic behavior of the catalysts was discussed to determine the role of the ceria modifying additive and possible interaction be‐tween the gold nanoparticles and ceria‐mesoporous oxide supports. The gold catalysts supported on ceria‐modified mesoporous ZrO2 displayed superior catalytic activity (~100%conversion of CO at 10 °C and CH3OH at 60 °C). The high catalytic activity can be attributed to the ability of the sup‐port to assist oxygen vacancies formation. The studies indicate that the ceria‐modified mesoporous oxide supports have potential as supports for gold‐based catalysts.     

以野生滇蔗茅为生物模板剂合成Co掺杂的介孔SiO2高选择性催化氧化环己烷制备环己酮

以野生滇蔗茅为生物模板剂合成Co掺杂的介孔SiO2催化氧化环己烷.并用X射线衍射、N2-物理吸附和解吸附、紫外-可见光光度计、傅里叶红外光谱仪和扫描电镜对材料进行了表征.X射线衍射、N2-物理吸附和解吸附研究结果表明该材料为介孔材料且氧化钴高分散于介孔材料的表面.紫外-可见光光谱表明钴离子以Co2+和Co3+的形态存在.环己烷的催化氧化结果表明催化剂能高效催化环己烷(环己烷的转化率为71.0%)转化为环己酮(选择性高达76.7%).催化剂的重复性试验表明该催化剂具有较高的稳定性,循环使用3次后,催化活性仅有微小的改变.     

一步制备高比表面积介孔Co3O4-CeO2及其表征

以有序介孔二氧化硅KIT-6为硬模板,硝酸钴、硝酸铈为金属源,分别在真空辅助条件和普通搅拌条件下制备了介孔CoCeOx复合氧化物。采用XRD、SEM、TEM、N2吸脱附等技术表征了复合氧化物的物化性质,并评价其氧化甲苯的性能。结果表明,在真空辅助和搅拌条件下制备的CoCeOx氧化物是由Co3O4和CeO2组成的介孔Co3O4-CeO2复合氧化物,其比表面积分别为141和89 m^2·g^-1,平均孔径分别为8.7和9.6 nm。真空辅助纳米复制过程有利于金属盐的前驱体充分填充到模板的孔隙中,去除模板后,可以得到有序的介孔复合金属氧化物。所制备介孔钴铈复合氧化物具有孔道有序性好、比表面积大的特点,在挥发性有机化合物的氧化去除方面具有一定的应用前景。     

孔状Co_3O_4纳米片和纳米棒的选择性合成和表征(英文)

利用两步实验选择性合成孔状Co3O4纳米片和纳米棒:首先,以Co(NO3)2·6H2O,NaOH和不同量的NH4F为原料在120℃水热6h的条件下合成了Co(OH)2-Co3O4纳米片(S1)和Co(OH)F-Co3O4纳米棒(S2);然后将所得纳米片和纳米棒在400℃时加热2h即得到多孔的Co3O4纳米片和纳米棒。所得产物用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)进行了表征。此外电化学测试表明Co3O4纳米棒的电容量比Co3O4纳米片的更大。     

Structure and surface chemistry in crystalline mesoporous (CeO(2-δ))-YSZ

Mesoporous metal oxides (CeO(2-δ))-YSZ have been synthesized by a versatile direct synthesis method using ionic cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and different nonionic (block copolymers) as surfactants and urea as hydrolyzing agent. The synthesis was realized at pH=9 using tetraethylammonium hydroxide (TEAOH) as pH mediator. Calcination at 550 °C led to the formation of crystalline metal oxides with uniform mesoporosity. The obtained materials have been characterized by thermogravimetric analysis (TG-DTG), wide and small-angle X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Brunauer, Emmett and Teller (BET) surface area analysis, scanning electron microscopy (SEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). All the obtained materials exhibits mesoporous structure, crystalline structure indexed in a cubic symmetry, showing a high surface area, a uniform and narrow pore size distribution, spherical morphology typical for the mesoporous materials. The crystalline and mesoporous structures, surface chemistry and stoichiometry for the samples synthesized using ionic and nonionic surfactants have been discussed.     

氧化钨介孔材料的制备与表征

以介孔二氧化硅(KIT-6)为硬模板, 硅钨酸为钨源, 用硬模板法制备WO3-SiO2复合材料, 再利用HF除去二氧化硅, 得到了介孔三氧化钨材料. 用X射线衍射(XRD)、能量扩散X射线(EDX)、高分辨透射电镜(HRTEM)、N2吸附-脱附等表征手段, 对制备复合材料的物料比、煅烧温度以及不同分散剂等条件进行了考察. 结果表明, 硅钨酸与硅介孔的物料比(m(WO3)/m(SiO2))在3:1到4:1之间, 在600-750 ℃下煅烧, 能制备结构较好的介孔氧化钨. 乙醇和蒸馏水为分散剂时, 用乙醇为分散剂所得的介孔WO3材料具有更高的比表面积和孔体积.     

介孔Co_3O_4-CeO_2复合氧化物的制备及在CO选择性氧化中的应用

以硝酸钴和硝酸铈为前驱物,SBA-15为硬模板,利用双溶剂法制备了Co3O4-CeO2介孔复合氧化物,通过X-射线衍射、N2吸脱附测试、程序升温还原和透射电子显微镜等技术对活性组分及载体进行了表征,并且与浸渍法和共沉淀法所制备的催化剂进行了对比分析.结果表明,相比于浸渍法和共沉淀法,采用双溶剂法制备的介孔Co3O4-C...     

Fabrication of Co(OH)2 coated Pt nanoparticles as an efficient catalyst for chemoselective hydrogenation of halonitrobenzenes

Co(OH)(2) coated platinum nanoparticles Pt/Co(OH)(2) were prepared by microwave assistance and hydrothermal method, and the prepared samples were composed of Pt nanoparticles with an average size of 1.8 nm coated uniformly in the thin Co(OH)(2) leaves based on the results of X-ray diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The Pt/Co(OH)(2) presented excellent catalytic performance in the chemoselective hydrogenation of halonitrobenzenes such as chloronitrobenzenes, bromonitrobenzene and iodonitrobenzene, and above 99.6% selectivity to haloanilines was achieved at complete conversion irrespective of the substrates used, even for iodonitrobenzene to which the dehalogenation is more easily to occur. Co(OH)(2) was confirmed to prohibit the dehalogenation effectively, and the Pt/Co(OH)(2) catalyst could be recycled for several times.