ZnMn2O4纳米催化剂制备及催化合成乙酸正丁酯

本文以共沉淀法制备了四方晶系锌锰复合氧化物ZnMn2O4纳米催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测试技术对样品进行了分析表征,结果表明所合成的催化剂为粒径均匀的纳米粒子,平均粒径在20-50 nm,具有较好的分散性。实验考察了所制备的ZnMn2O4纳米催化剂对乙酸和正丁醇酯化反应的催化活性,表明ZnMn2O4对乙酸正丁酯的合成有较高的催化活性;探讨了催化剂焙烧温度、催化剂用量、酸醇摩尔比以及反应时间对酯化率的影响,确定了适宜的酯化反应条件,以焙烧温度为300 ℃制备的ZnMn2O4为催化剂,在催化剂用量为0.3%(以反应物总质量计)、酸醇摩尔比n(酸):n(醇)=1.8:1、反应时间为4 h、酯化反应温度120 ℃的条件下,酯化率可达92.53%。     

二烯酸稳定的Pt金属纳米粒子的制备及催化加氢活性

制备了4-(双(4-(4-丁氧基苯乙烯基)苯基)氨基)苯甲酸(简称二烯酸,Dienoic Acid)保护的铂纳米颗粒,通过UV-Vis,TEM,XRD对其进行了表征.以间苯氧基苯甲醛的催化加氢反应为模型研究了其催化性能及影响催化活性的因素.实验结果表明:金属纳米粒子粒径随金属/稳定剂摩尔比的下降而减小,而催化加氢反应活性随金属/稳定剂摩尔比的上升而增加.在常压、40℃、n(醛)/n(催化剂)=523条件下,反应10 h可以获得纯度大于99%的间苯氧基苯甲醇.     

负载金催化剂上CO氧化反应活性与金属氧化物载体中金属-氧结合能之间的关系

讨论了金属氧化物载体(MOx)对其负载纳米金催化剂(Au/MOx)上CO氧化反应的影响。采用典型的共沉淀法和沉积-沉淀法在完全相同的焙烧条件下制备了一系列MOx负载金催化剂,以CO氧化转化50%时的反应温度(T1/2)定量评价了MOx载体和Au/MOx催化剂的催化活性。进一步将MOx载体与相应Au/MOx催化剂的T1/2值之差对MOx载体的金属-氧结合能做曲线进行关联,发现二者呈明显的火山型关系。这一结果表明,采用具有适当金属-氧结合能(300–500 atom O)的MOx可大大提高沉积于其上的Au纳米颗粒的催化活性。     

导电高分子PEDOT/PSS保护银纳米颗粒的制备与表征

利用导电高分子聚(3,4-二氧乙基噻吩)/聚(对苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)作保护剂,制备了银纳米颗粒,用UV-Vis和TEM对其进行了表征.结果表明,选择合适量的PEDOT/PSS保护剂可以得到大小分布较窄银纳米颗粒.     

磁性氧化铝负载Pd催化剂对硝基苯加氢催化活性的研究

采用微乳法室温下合成了γ-Al2O3/SiO2/Fe3O4磁性复合颗粒为载体负载的纳米钯催化剂.利用透射电镜、x射线光电子能谱和振动样品磁强计等手段对催化剂进行表征,评价了催化剂对硝基苯加氢制苯胺反应的催化活性.结果表明,通过调控反应条件,可在平均粒径为200nm左右的磁性载体上负载10m左右均匀分散的Pd纳米颗粒,整个催化剂呈现超顺磁性;在催化剂磁含量为8%、Pd负载量1%、反应时间40min、反应温度50℃,反应压力0.5MPa条件下,硝基苯的转化率可以达到100%,催化剂重复使用10次时仍可保持很高的催化活性,并可在外磁场作用下快速分离与回收.     

担载型纳米金的制备参数优化及电催化性能探索

纳米尺度的金由于常表现出有趣的尺寸效应和物理化学特性而被大量应用于催化反应中,但是其在电催化反应中的应用却十分有限. 本文以水为溶剂、HAuCl₄为前驱体、十二烷基聚乙二醇醚（Brij 35）等为软模板剂、NaBH₄为还原剂、活性炭或石墨烯为载体,在温和反应条件下获得担载型金纳米电催化剂. 本文考察并优化了关键制备参数和样品纯化方法,最终确定NaBH₄的最佳浓度区间为5 ~ 10mmol•L^-1,Brij 35的最佳浓度约为1 mmol•L^-1,在3 ~ 16 ^oC下金纳米颗粒的尺寸容易控制,石墨烯和活性炭（EC600）是金纳米颗粒的良好载体. 在优化的反应条件下,金纳米颗粒的粒径可以被控制在1 ~ 4 nm. 热处理法可以有效去除表面活性剂,纯化后的担载型纳米金电催化剂在醇类小分子的氧化反应中表现出良好的性能.     

负载金催化剂上CO氧化反应活性与金属氧化物载体中金属-氧结合能之间的关系（英文）

讨论了金属氧化物载体(MO_x)对其负载纳米金催化剂(Au/MO_x)上CO氧化反应的影响.采用典型的共沉淀法和沉积-沉淀法在完全相同的焙烧条件下制备了一系列MO_x负载金催化剂,以CO氧化转化50%时的反应温度(T_(1/2))定量评价了MO_x载体和Au/MO_x催化剂的催化活性.进一步将MO_x载体与相应Au/MO_x催化剂的T_(1/2)值之差对MO_x载体的金属-氧结合能做曲线进行关联,发现二者呈明显的火山型关系.这一结果表明,采用具有适当金属-氧结合能(300–500 atom O)的MO_x可大大提高沉积于其上的Au纳米颗粒的催化活性.     

单分散纳米金尺寸的分步晶种生长控制

以聚乙烯吡咯烷酮(poly(vinylpyrrolidone), PVP)为保护剂, 硼氢化钠为还原剂, 合成了尺寸为(1.9±0.4) nm的单分散金胶体, 再以其作为一级晶种, 并分别用抗坏血酸和PVP为还原剂和保护剂, 通过改变各步晶种尺寸和氯金酸与晶种的摩尔比分步逐级合成了尺寸为3.2、4.7、6.3、8.0、10.3、14.0 nm的系列金纳米颗粒. 以LaMer模型为基础, 对分步晶种生长过程中影响金胶体产物尺寸分布(单分散性)的主要因素进行了讨论. 缓慢加入抗坏血酸并降低氯金酸对晶种的相对量对于单分散金纳米颗粒的控制合成有决定性作用. 快速加入抗坏血酸会因二次成核而导致金颗粒尺寸分布范围变宽.     

无碱条件下Au/ZnO选择性催化氧化1,3-丙二醇合成3-羟基丙酸甲酯

采用溶胶-沉积法合成了高选择性的Au/ZnO催化剂,用于1,3-丙二醇选择性氧化酯化为3-羟基丙酸甲酯的反应.研究了保护剂PVA用量、金溶胶合成温度、金负载量及催化剂循环利用对反应的影响,且优化了反应温度和反应压力,并对催化剂进行了XRD和TEM表征.结果表明,PVA∶Au(m/m)=1∶4、金溶胶合成温度25℃、金负载量1%的Au/ZnO对目标反应的催化活性最好,在100℃和Po2=2MPa的条件下1,3-丙二醇的转化率达82.8%,产物3-羟基丙酸甲酯的选择性达95.4%.Au纳米粒子的粒径影响催化性能,在Au平均粒径为2.8~6.1nm的范围内,产物选择性随Au纳米粒子的粒径的减小而增大,平均粒径在2.8~4.8nm的范围内时,催化剂具有较好的产物选择性(大于90%);Au/ZnO催化剂循环利用4次后催化性能(转化率和选择性)无明显下降;并推测了无碱条件下Au/ZnO选择性催化氧化1,3-丙二醇合成3-羟基丙酸甲酯的反应机制.     

模拟体液法制备纳米级羟基磷灰石

用模拟体液法制备纳米羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAP or HA)粉体。研究了反应温度、反应浓度和反应时间对合成的影响。结果发现,制备纳米级羟基磷灰石的最佳工艺条件为:反应温度60℃,浓度为15倍的模拟体液(simulate body fluid,SBF),反应时间为10h。在此工艺条件下制备的羟基磷灰石粉体的微观形貌为球形颗粒,平均颗粒直径为30 nm。     

Au催化剂对于碱性电解质中氧气电化学还原反应的纳米尺寸效应

使用旋转电极技术考察了一系列碳载金纳米颗粒(颗粒平均尺寸处在3~14 nm)在碱性电解质(0.5 mol/L KOH)中对氧还原反应的催化行为.随着金纳米颗粒尺寸由14 nm下降至3 nm,其对氧还原反应的本征活性和质量比活性均呈现持续走高趋势; 但金颗粒的纳米尺寸对氧还原反应的机理及分子氧还原过程中的电子转移数目并无显著影响.使用高分辨透射电镜技术表征了金纳米颗粒的形貌,通过对金颗粒表面不同位置原子的比例进行估算,发现金颗粒表面高能原子所占比例与金对氧还原反应的本征活性密切相关,表明高能表面原子决定着金催化剂对氧还原反应的本征活性.此外,还将金纳米颗粒对氧还原反应的本征催化活性与其表面电子结构进行了关联.     

基于发光金纳米粒子荧光增强法测定溶菌酶

参照文献方法合成了BSA修饰的水溶性发光金纳米粒子,并考察了其与溶菌酶之间的相互作用.依据溶菌酶对金纳米粒子的发光增强现象,建立了测定溶菌酶的荧光新方法.考察了发光金纳米粒子的浓度、pH值、反应时间及共存物质对测定的影响.优化条件为:发光金纳米粒子浓度4.0×10(-6)mol/L,pH 7.0、反应时间10 min....     

层状粘土负载的金催化剂制备及其常温催化氧化活性

为了研究粘土的性质对其负载的金催化剂在CO常温氧化反应中的催化活性的影响,将金溶胶分别负载到类水滑石(LDHs)和经过壳聚糖改性的蒙脱石(CS-MMT)表面,得到纳米金颗粒呈高度分散状态的金催化剂样品.通过XRD、XRF、TEM、XPS等手段表征了金催化剂样品的物相、金的含量、金颗粒的粒径分布及金的存在价态,测试了催化剂样品对CO的常温转化率.结果表明:Au0是粘土负载的金催化剂对CO常温氧化反应的主要活性物种,碱性载体LDHs负载的金催化剂样品1.83%Au/Mg Al-CO32--LDHs表面只检测到Au0,金颗粒的平均粒径为2.6 nm,对CO的常温转化率能够达到100%,而酸性载体CS-MMT负载的金催化剂样品1.71%Au/CS-MMT表面同时存在氧化态和金属态的金,且Auδ+/Au0=1.1,金颗粒的平均粒径为2.1 nm,对CO的常温转化率仅为25%.     

山竹果壳提取液中金纳米粒子的生物合成及光谱性质研究

在山竹果壳提取液中,以山竹多酚既作还原剂又作保护剂,制备了具有高度稳定性、单分散性的亲水性金纳米粒子。利用紫外可见分光光度法、透射电子显微镜和X射线衍射等手段对制备的金纳米粒子进行了表征和分析。结果表明:金纳米粒子的尺寸大小在9~23nm范围,升高温度其还原反应速率加快,所得金纳米粒子的尺寸减小、单分散性提高。山竹多酚保护金的金纳米颗粒具有pH值调控的分散可逆性。降低山竹提取液的浓度可得到包括单晶纳米片在内的多形态金纳米颗粒。     

CuO纳米片催化H2O2氧化降解亚甲基蓝

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为保护剂, 采用水热法成功制备了CuO纳米片. 将制备的CuO纳米片在H₂O₂存在下用于催化氧化降解亚甲基蓝, 探讨了其在不同反应条件(如温度、氧化剂浓度及催化剂用量)下对亚甲基蓝降解反应的影响. 该催化反应符合一级动力学模型, 活化能为54.0kJ/mol. CuO纳米片表现出非常高的催化活性, 但其稳定性与重复利用性有待于进一步提高.     

金纳米颗粒在等离子体共振光催化剂中的作用机理研究

金纳米颗粒在等离子体共振光催化剂中具有多种不同的作用机理。本文采用溶胶-凝胶法合成了氮/碳共掺杂超薄二氧化钛(D-TiO₂)包覆的SiO₂/Au/D-TiO₂三明治型及SiO₂/D-TiO₂核壳纳米结构材料,对金纳米颗粒在含有可见光响应型半导体的等离子体共振光催化剂光催化分解水制氢反应中的作用机理进行了探索。研究结果表明,在该等离子体共振光催化剂的光催化反应过程中,金纳米颗粒同时体现出肖特基效应和等离子体共振效应作用机理,且作用机理与光生载流子的多少以及金纳米颗粒的负载量有关。负载量较低时,金纳米颗粒的作用机理与光生载流子的多少有关。而在高负载量条件下,金纳米颗粒在可见光照射下主要表现出肖特基效应对光催化活性的影响。     

Dawson结构磷钨酸银催化绿色合成阿司匹林

通过沉淀法制备出Dawson结构磷钨酸银(Ag3H3P2W18O62·n H2O),采用FT IR、EDX对其进行了表征,并将其用于催化乙酸酐和水杨酸合成阿司匹林。研究了催化剂用量、水杨酸和乙酸酐摩尔比、反应温度、反应时间等因素对反应的影响。结果表明,所制磷钨酸银在多次使用后仍保持Dawson结构不变。在优化条件下,即n(水杨酸)∶n(乙酸酐)=1∶1.75,反应温度为90℃,催化剂用量为3.2%(以反应物质量计),反应时间为20min,阿司匹林收率为90.1%。催化剂重复使用5次,阿司匹林收率仍可保持为82.4%。     

光化学法合成银纳米线及其形成机理的研究

结合晶种法和光化学还原法，在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的诱导下成功地制备出直径为50～120nm，长度约为50μm的银纳米线以及银的树枝状纳米结构．实验表明各种反应条件如聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银的摩尔比、晶种的加入量及反应时间等对纳米产物的形貌有影响．根据实验结果提出了一种新的银纳米线的形成机理．     

纳米Pd/ZSM-5的原位法制备及催化肉桂醛加氢

采用共沸精镏辅助的原位法成功合成了高度分散的Pd纳米颗粒负载在ZSM-5中(Pd/ZSM-5-IS)分子筛催化剂。通过XRD、TEM、XPS等手段对Pd/ZSM-5-IS的样品进行了表征,并考察反应压力、反应温度、反应时间对肉桂醛加氢催化性能的影响。结果表明:原位法制备的Pd/ZSM-5-IS催化剂比浸渍法制备的Pd/ZSM-5-IM催化剂具有更高的催化稳定性,其主要归因于Pd纳米颗粒进入ZSM-5的晶内介孔有效防止活性位点的损失和聚集。当反应温度为80℃,反应压力为1 MPa,反应时间为3 h时为最佳反应条件,肉桂醛的转化率为87.23%,苯丙醛的选择性为76.68%。     

催化发夹组装诱导的金纳米颗粒聚集比色检测卡那霉素

建立了基于催化发夹组装诱导的金纳米颗粒聚集检测卡那霉素的方法。利用卡那霉素与适配体的特异性结合释放出引发链,引发吸附于金纳米颗粒表面的催化发夹组装,形成大量双链结构,导致金纳米颗粒在高盐浓度条件下发生聚集。通过凝胶电泳和透射电镜对催化发夹组装和金纳米颗粒的聚集进行了表征并对实验条件进行了优化。结果表明,37℃条件下,发夹探针浓度为160 nmol/L,NaCl浓度为20 mmol/L时,方法的线性检测范围为4.0～160 nmol/L,检测限为1.6 nmol/L。将该方法用于牛奶样品中卡那霉素的加标回收实验,回收率为97.5%～109.0%,相对标准偏差在1.9%～3.0%之间。