纳米丝光沸石分子筛的合成及表征

在水热条件下制备丝光沸石的纳米晶.研究了合成条件、不同添加剂、动态晶化等对沸石粒径的影响.结果表明,反应物中较高的碱度,较低的晶化温度,加入NaCl和Na2SO4金属盐做成核助剂,及动态晶化有利于纳米丝光沸石分子筛的合成.     

理性设计核-壳Rh@沸石催化材料用于二烯烃选择加氢反应（英文）

不饱和烃类如二烯烃和炔烃催化转化为单烯烃是制药和有机合成领域中的重要反应。催化剂的理性设计在实现这一过程中起到关键作用,而控制二烯烃分子的吸附姿态是常用的策略。对金属纳米颗粒的定向修饰可以实现这一策略。例如,将Bi元素引入Rh纳米颗粒后,RhBi/SiO_2在1,4-己二烯的转化率为95%时对于2-己烯的选择性达到90%,这是因为1,4-己二烯内部C=C键的吸附受到抑制。但是,这种策略却大大降低了纳米颗粒的活性,未修饰的Rh/SiO_2比RhBi/SiO_2的活性高了约27倍。二烯烃分子的吸附姿态也可以通过在金属纳米颗粒周围构筑多孔孔道来调控。例如,金属有机骨架(ZIF-8)或中孔二氧化硅(MCM-41)包裹的贵金属纳米颗粒对末端C=C键的加氢具有很高的选择性。然而,这些催化剂的热/水热稳定性却并不能令人满意。相比之下,沸石却具有非常高的稳定性,但却较少用于半加氢反应。我们最近发现,固定在沸石晶体(例如ZSM-5和Beta)中的金属纳米颗粒可以有效地选择加氢多取代的化合物。受这些工作的启发,我们通过转晶合成方法将Rh纳米颗粒封装在CHA沸石晶体中。这种催化剂首先是将Rh物种引入到Y沸石中(Rh@Y),然后在水热条件下将Y沸石转化为CHA沸石而合成的。XRD图谱,N_2吸附等温线,SEM和TEM照片以及探针反应均表明Rh纳米颗粒是封装在CHA沸石晶体内部的。和设想的相同,Rh@CHA催化剂对二烯烃的氢化具有很高的选择性。在催化1,4-己二烯加氢反应过程中,Rh@CHA给出了86.7%的2-己烯选择性和91.2%的1,4-己二烯转化率。在同样条件下,常规方法制备的Rh纳米颗粒催化剂(Rh/CHA)的2-己烯选择性仅为37.2%。考虑到Rh@CHA和Rh/CHA具有相同的CHA沸石晶体和相似的Rh纳米颗粒尺寸,Rh@CHA催化剂的高选择性主要归因于二烯烃分子在CHA沸石的微孔孔道控制下只能以直立的姿态吸附在Rh纳米颗粒上。本文的工作表明,具有核-壳结构的沸石封装金属纳米颗粒催化剂对于催化二烯烃选择加氢具有较好的效果。     

分子筛限域金属纳米粒子及其氧化还原反应应用的研究进展

沸石分子筛是一类孔隙均匀、结晶度高、结构多样、比表面积大的材料,在催化、分离、吸附等方面得到了广泛的应用。沸石分子筛已被证明是金属纳米粒子(MNPs)的理想载体。金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂不仅表现出优异的催化活性,而且具有较高的稳定性和择形催化性。此外,限域的金属纳米粒子与具有活性位点的纳米孔骨架的协同作用可以进一步提高复合催化剂的催化活性。金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂由于具有较高的活性、择形性和热稳定性等优点,在工业相关应用中引起了人们的极大关注。本文综述了金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂的研究进展,重点介绍了多种合成方法以及其在氢化和氧化反应中的应用进展。指出了金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂领域存在的问题和挑战并对其未来发展进行展望。     

无机纳米与多孔材料合成中的凝聚态化学

所谓凝聚态,一般意义上是指液态和固态,而凝聚态化学,即是在固相和液相中的各种化学过程。在无机材料,特别是无机纳米与多孔材料的合成制备中,凝聚态化学过程贯穿其中,几乎无处不在。在固相材料合成过程中,通过液相中的各种化学反应以获得目标固体材料的所需组分和物相,也许就是无机材料合成中一个最基本的凝聚态化学问题;而多孔如微孔或介孔材料合成中,更涉及伴随组分和物相形成过程中的孔结构形成与调控;进一步,在制备面向实际应用如催化剂和药物载体时,则在以上的各项要求之外,还必须考虑材料的表面活性位、缺陷等关键因素,以及颗粒尺寸、分散性和形貌等几何和物理特性。本文以无机氧化物为对象,讨论了无机材料在凝聚态化学合成过程中的几个侧面,包括纳米颗粒和粉体的化学合成方法,多孔材料的合成和多孔复相结构的合成调控,以及多级孔结构沸石的合成制备与催化性能,以期能加深对材料合成中凝聚态化学过程的认识,并期待以凝聚态化学为指导,进一步推动无机材料特别是纳米多孔材料合成的发展。     

桥联有机硅烷组装多级孔TS-1聚集体及其催化性能研究（英文）

TS-1分子筛在H_2O_2参与的有机物分子选择氧化及环氧化反应中具有优异的催化性能,一直广受关注.目前,随着精细化工反应中大分子及液相反应的增多,目前工业上使用的微米级尺寸的沸石晶粒催化材料因其狭窄的孔道和较大的扩散阻力而越来越不能满足工业的实际生产需求与应用.小晶粒纳米沸石由于具有较大的外比表面积和较高的晶内扩散速率,因而在提高催化剂的利用率、增强大分子转化能力、减小深度反应、提高选择性以及降低结焦失活等方面均表现出优越的性能.然而,尺寸低于100 nm的沸石又存在着分离问题.因此,具有高催化活性、又能一步实现分离与回收的纳米沸石聚集体的合成,引起了人们的研究兴趣.目前可以通过使用聚苯乙烯球,球型阴离子交换树脂,硅烷化聚合物,聚合诱导胶体聚集(PICA)等实现纳米沸石聚集体材料的合成.其中采用有机硅烷化试剂来制备多级孔纳米沸石聚集体材料提供了一种新的路线.在沸石晶体表面修饰上有机硅烷化试剂,含Si–C键的有机硅烷化物种可以有效地阻止沸石颗粒的晶体生长,抑制形成大的沸石晶体,从而得到纳米粒子聚集体;同时有机硅烷化物种也对纳米沸石进行了表面改性,提高了其疏水性.特别是在有机相中硅烷化沸石可以形成小的、均匀的、聚集的疏水性的纳米沸石.同时,硅烷化试剂的本质和分子大小是沸石聚集体中多级孔大小的决定性因素.具有可调结构的多级孔沸石晶体可以通过在常规的碱性沸石合成混合物溶液中添加一个两性有机硅表面活性剂而合成.研究发现,固定在沸石纳米晶表面的机硅烷物种Si–C键能部分抑制纳米颗粒进一步聚集成较大的晶体,使用硅烷化晶种的方法可以合成具有高比表面的多级孔ZSM-5等沸石.然而,目前已报道的通过硅烷化晶种方法中得到的多级孔TS-1沸石材料的尺寸仅有100–150 nm,仍不利于分离和回收.近来桥联有机硅烷试剂进入人们的视野——通过干胶法合成多级孔β沸石,然而它们的尺寸也只有300–500 nm,反应分离和回收仍然非常困难.本文采用有机桥联硅烷化合物作为硅烷化试剂,将TS-1纳米沸石晶种或者晶体组装聚集成大的沸石聚集体.TEM和SEM结果表明,桥联有机硅烷在沸石晶体的聚集和后续的晶体生长中起到了非常有效的作用,成功地将100 nm左右的纳米沸石晶种或晶体桥联/组装成宏观大尺寸(5–40μm)的沸石聚集体.这些TS-1聚集体具有较好的机械强度,即使连续超声1 h也不会毁坏其结构,表明所得到的沸石材料可以在制备上解决分离困难并且在催化应用上容易回收.XRD,BET以及UV-Vis分析结果表明,引入在TS-1沸石晶种或者晶体溶液中有机硅烷试剂不会影响沸石的晶体结构、微孔体积以及Ti的配位状态.将H_2O_2作为氧化剂评价TS-1沸石聚集体和传统的纳米TS-1在烯烃环氧化反应中的催化性能,结果表明,硅烷化步骤对小分子己烯氧化的活性和选择性的影响不大,在环己烯大分子的氧化反应里表现出了较高的活性和选择性.     

由沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的新型介孔分子筛材料

 人们合成了一系列介孔分子筛材料，并发现它们在催化、吸附与分离以及化学组装制备先进材料和分子器件等方面具有很大的潜在应用价值．但是，介孔分子筛材料相对于微孔沸石分子筛存在着两个致命弱点：较低的水热稳定性和较不活泼的催化活性中心．这两个弱点大大地影响了介孔分子筛在催化反应中的广泛应用．本文系统地综述了最近几年利用沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的介孔分子筛材料的研究进展．这包括利用硅铝沸石纳米粒子自组装制备具有强酸性和水热稳定的新型介孔硅铝分子筛材料，利用钛硅沸石纳米粒子自组装制备具有高催化氧化活性中心和水热稳定的新型钛硅介孔分子筛材料，以及利用含有不同杂原子的沸石纳米粒子自组装制备一系列水热稳定的新型介孔分子筛催化材料．     

纳米沸石合成的影响因素

对影响纳米沸石合成的因素进行了综述.在合成体系中,通过加分散剂、分散介质、矿化剂、导向剂、晶种,减少碱金属离子,改善工艺条件等途径,可减小沸石的粒径,制备出粒径为纳米级的沸石.     

贵金属纳米颗粒的微生物合成

金属纳米颗粒在材料、催化、医学、环境等众多领域应用广泛,其中,金、银、铂、钯等贵金属的纳米颗粒作为良好的催化剂可提高反应的速率,因此,贵金属纳米颗粒的合成吸引了众多研究者的关注。传统的物理化学法虽能高效、可控地合成贵金属纳米颗粒,但是合成条件苛刻、成本昂贵、且会产生对环境有害的化学物质。因此,探索节能、环保、可持续的绿色合成方法成为纳米合成研究的热点之一。贵金属纳米颗粒的微生物合成法具备绿色合成技术的诸多要素,研究表明某些微生物能将金属盐转化成纳米材料,且微生物繁殖速度快、培养成本低、生长条件温和,从而得到了研究者们的广泛关注。本文归纳总结了目前微生物合成贵金属纳米颗粒的主要研究进展,包括贵金属纳米颗粒可能的合成机制以及尺寸与形貌控制方法,探讨了其在医学、催化、生物传感、环境方面的具体应用,并对贵金属纳米颗粒微生物合成的未来发展进行了展望。     

CoPc在八面沸石笼中的原位合成及性能研究

采用苯酐－尿素路线，对CoPc金属配合物在八面沸石超笼中原位合成进行了考察，并采用多种物化手段和催化反应对所制备的CoPcY进行了详细的表征。结果表明，该制备路线是一简便有效的合成路线，采用该路线可在八面沸石超笼中原位合成CoPc金属配合物并将之固定于八面沸石中。在该制备方法中合成温度、离子交换所采用的盐类型及催化剂对CoPc金属配合物在八面沸石超笼中的合成及所制备的CoPcY在环己烷氧化反应中的催化性能有很大的影响，其中180 ℃为最佳合成温度，氯化钴较适合作为交换的盐类。在八面沸石超笼中原位合成的CoPc金属配合物在温和的反应条件下对环己烷氧化具有良好催化活性，转化数TON最高可达5 000以上。     

嵌合异硫氰酸罗丹明B核壳荧光纳米颗粒制备的新方法研究

随着纳米技术的发展,结合了纳米技术与材料制备技术而发展起来的荧光染料嵌合的核壳荧光纳米颗粒的制备为生物医学领域的研究提供了新的材料、技术和方法。何晓晓等以联钉吡啶配合物为核材料,制备了嵌合无机金属配合物的核壳荧光纳米颗粒,段菁华等用异硫氰酸荧光素FITC与蛋白质IgG相结合,     

溶剂化金属原子浸渍法制备高分散负载型催化剂——Ⅹ.K-Fe/硅沸石催化剂在CO/H_2合成低碳烯烃反应中的催化性能

溶剂化金属原子浸渍(SMAI)法是制备高分散负载型催化剂的一种新方法,它可减少活性组分在载体表面的聚集,使金属组分得到均匀分散,绝大多数金属颗粒的粒度小于25A,且粒度分布范围较窄。以前的工作大多选用Al_2O_3、MgO和SiO_2等无机氧化物或活性炭作为催化剂载体,载体多为无孔或微孔材料,载体的比表面限制了活性组分的负载量及分散度。本文采用憎水、亲有机物的中孔(5—6A)硅沸石作为载体,以溶剂化金属原子浸渍法制备了K-Fe/硅沸石,作为CO加氢合成低碳烯烃反应的催化剂,由于SMAI催化剂活性组份高度分散,同时沸石载体孔道具有良好的择形效应,从而有利于CO的转化和低碳烯烃的生成。     

“蒸汽相转化”法制备纳米晶组成的块状方钠石多级孔沸石催化材料

将实验室合成的聚苯乙烯乳胶微球(PS)加入制备方钠石(SOD)沸石的前驱体凝胶中,在45℃条件下制得干凝胶,随后采用"蒸汽相转化"法制备了大块状SOD沸石材料。对影响多级SOD沸石形成因素进行了详细讨论。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N_2吸附-脱附和压汞技术等表征手段对制备的材料进行了详细表征。结果表明通过"蒸汽相转化"法制备的大块状SOD沸石由球状多晶聚集体构成,这些球状多晶聚集体又是由粒径为50~100 nm的初级纳米晶粒组成,在初级纳米晶粒上和纳米晶粒之间形成了2~50 nm介孔结构以及由脱除PS微球形成的50~300 nm的大孔结构。     

“蒸汽相转化”法制备纳米晶组成的块状方钠石多级孔沸石催化材料

将实验室合成的聚苯乙烯乳胶微球（PS）加入制备方钠石（SOD）沸石的前驱体凝胶中,在45℃条件下制得干凝胶,随后采用“蒸汽相转化”法制备了大块状SOD沸石材料。对影响多级SOD沸石形成因素进行了详细讨论。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、N₂吸附-脱附和压汞技术等表征手段对制备的材料进行了详细表征。结果表明通过“蒸汽相转化”法制备的大块状SOD沸石由球状多晶聚集体构成,这些球状多晶聚集体又是由粒径为50~100 nm的初级纳米晶粒组成,在初级纳米晶粒上和纳米晶粒之间形成了2~50 nm介孔结构以及由脱除PS微球形成的50~300 nm的大孔结构。     

金属有机骨架材料制备双金属或多金属催化材料及其应用

金属有机骨架（metal-organic framework,简称MOF）材料的研究在近几年相当热门,因其各种优异的性质,在催化领域得到广泛应用。然而,其本身作为催化剂的研究并不多且应用较为局限。但MOF材料规则的多孔结构及较大的比表面积为负载高分散金属纳米催化剂提供了天然的物理空间,能有效阻止金属纳米颗粒的团聚及浸出;使催化剂与反应物充分接触,有利于催化反应的进行,这也是近年来MOF材料作为催化剂的一个主要研究方向。本文着重讨论通过不同的方法将金属纳米颗粒负载在MOF材料上制备双金属或多金属催化剂并在催化领域的应用。重点介绍一锅合成法、化学吸附还原负载法、金属有机化学气相沉积法、固相研磨法等制备方法,较为详细地介绍了其在氧化（醇、烷烃、烯烃和CO氧化）、加氢（羰基类化合物和烯烃类化合物加氢）、Knoevenagel缩合、光催化（光催化降解有机物和光解水产氢）等反应中的应用,讨论了这类新型功能催化剂材料所存在的问题并对其进一步发展前景做出展望。     

高能量超声辅助制备负载型贵金属纳米催化材料

介绍了一种利用高能量超声作用制备负载型纳米催化材料的方法.通过高能量超声作用下发生的还原反应,使原位生成的贵金属或双金属纳米颗粒负载于各种载体的表面,制备了一系列石墨烯基-、碳纳米管基-、金属氧化物(二氧化铈、α-三氧化二铁、二氧化钛)基-负载型贵金属纳米催化材料,并利用光电子能谱、透射电子显微镜、元素分析、电子衍射等方法表征了材料的结构和形貌.结果表明:贵金属纳米颗粒在载体的表面均匀地分布,颗粒的尺寸较小,分布较窄;颗粒的尺寸可以通过金属在载体中的负载量、金属前驱体的浓度和超声强度容易地进行调控.这种方法为负载型贵金属纳米催化剂的制备提供了一种有效的途径.     

金属纳米颗粒的制备及其在酶生物传感器中的应用研究

近年来,金属纳米颗粒的制备研究引起了人们的广泛兴趣.与相应的块体材料相比,金属纳米颗粒具有独特的化学和物理性质,可应用于电学、催化、磁性材料、光催化、生物染色剂、药物输送等许多领域.其中,传感器是纳米颗粒最有前途的应用领域之一.传感器的微型化是传感器发展的主要研究方向,将纳米颗粒用于传感器的研究将促进这一目标的实现.本论文利用纳米颗粒材料的独特效应来提高葡萄糖传感器的响应电流.将自制的银金、铂以及二氧化硅和铂复合纳米颗粒用于固定化酶,使酶电极的电流响应值得到了大幅度的提高,从而为纳米增强的新型葡萄糖生物传感器的研究、制备和应用提供了可供参考的实验和理论依据,并为传感器的小型化开辟了一条新途径.     

Pt/Ni/Fe三金属纳米颗粒的制备及催化制氢活性

采用化学共还原方法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护的Pt/Ni/Fe三金属纳米颗粒,对所合成的纳米颗粒进行了表征,研究了三金属纳米颗粒的化学组成对其催化NaBH4制氢的影响.研究结果表明,Pt/Ni/Fe三金属纳米颗粒的平均粒径在2 nm左右,Pt/Ni/Fe三金属纳米颗粒催化活性高于Pt,Ni或Fe单金属纳米颗粒和Pt/Ni,Pt/Fe或Ni/Fe双金属纳米颗粒的催化活性,其中Pt10Ni78.75Fe11.25三金属纳米颗粒的催化活性最高,30℃时,其催化活性可达63.920×103molH2/(molPt·h).Pt/Ni/Fe三金属纳米溶胶催化剂具有很好的催化稳定性,10次重复催化实验后,该催化剂依然可以保持较高的催化活性.该三金属纳米溶胶催化NaBH4水解反应的活化能为52 kJ/mol.     

溶致液晶及其在纳米结构材料合成中的应用*

有序纳米结构材料是一类具有广泛应用前景的新材料,在分离、催化、传感器等领域的应用潜力巨大。近年来,利用溶致液晶模板合成纳米结构颗粒和薄膜材料的研究取得了一系列重要进展,包括新纳米结构金属和半导体材料的合成、由过渡金属水合物与表面活性剂构建的新液晶体系、溶致液晶与其它模板结合制备具有多级孔结构的新材料、影响液晶体系及纳米结构材料有序性与稳定性的关键因素、以及纳米结构形成机理等方面的内容。本文就上述几个方面的近期研究成果进行了总结与综述,并展望了利用溶致液晶模板合成纳米结构材料需要进一步深入开展的内容,有助于化学、化学工程和材料科学等领域的相关研究工作。     

树形大分子/金属配合物及其纳米复合材料的制备与性能研究进展

树形大分子是具有确定代数和末端基的蓬勃发展的新型合成高分子。大量具有不同的中心核、支链和末端基团的树形大分子已经被合成和应用于不同的领域,其功能化和应用是目前树形大分子研究领域的热点。本文综述了树形大分子/金属配合物及其纳米复合材料的制备与性能的研究进展,重点介绍了树形大分子/金属配合物材料和树形大分子/金属纳米复合材料的制备与性能研究的最新进展。     

蒸汽相转化法原位诱导沸石化制备Y-ZSM-5双沸石复合物

针对Y型沸石在ZSM-5沸石干胶制备及晶化过程中易于溶解、坍塌的问题,采用葡萄糖在水热处理条件下对Y沸石进行包膜处理,提高了Y沸石在高温、高碱度环境中的稳定性,并采用蒸汽相转化法制备了同时含有Y和ZSM-5的双沸石复合物。对影响沸石复合物形成的因素如Y沸石表面碳包膜改性、凝胶碱度、晶化时间等进行了详细讨论。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FT-IR)、N2吸附-脱附,能谱(EDS)以及NH3-TPD等手段对制备的材料进行了表征。结果表明通过蒸汽相转化法能获得Y和ZSM-5两相共存的双沸石复合物,产物中的ZSM-5沸石相前驱体随蒸汽处理时间的延长逐渐从蠕虫状无定型向纳米多晶ZSM-5沸石转变,纳米多晶聚集体与Y型沸石晶粒之间紧密相连,相互包埋。在异丙苯催化裂化反应中,合成的沸石复合物的活性和稳定性介于Y和ZSM-5之间,优于对应的机械混合物。