双模板法制备具有介孔孔壁的三维有序大孔二氧化铈及其改善的低温还原性能

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为硬模板,三嵌段共聚物F127、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或聚乙二醇(PEG)为软模板剂(表面活性剂),柠檬酸为络合剂,硝酸铈为金属前驱体,采用双模板法成功地合成出具有介孔孔壁的三维有序大孔(3DOM)结构的立方相CeO2样品CeO2-F127,CeO2-CTAB和CeO2-PEG,...     

环糊精修饰中孔分子筛SBA15作为手性色谱固定相及其应用

采用聚环氧乙烯醚-聚环氧丙烯醚-聚环氧乙烯醚(P123)为模板, 正硅酸乙酯为硅源, 在酸性介质中采用静置法合成出球形Φ 4.3 μm介孔氧化硅SBA15,通过γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)在无水条件下将β-环糊精键合到SBA15表面和孔道内部.利用X射线衍射(XRD)、比表面积测定仪、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和差显量热仪进行了表征.该材料湿法装填成色谱柱后成功分离了手性药物布洛芬和Dns-Phe对映体,其分离度分为别为2.03和1.04,说明其在色谱填料和手性分离上都具有广泛的应用前景.     

非表面活性剂合成CeO2介孔材料

以非表面活性剂三乙胺(TEA)和聚乙二醇(PEG)为模板剂,合成了具有立方莹石晶相结构的介孔CeO2材料,通过XRD,HRTEM,BET,FTIR和选区电子衍射(SAED)等手段对介孔CeO2进行了表征。考察了模板剂在CeO2介孔结构的形成过程中所起的作用及其对比表面、孔径分布、热稳定性的影响,并对模板剂的作用机制进行了分析。结果表明,三乙胺在CeO2介孔结构的形成中起关键作用,聚乙二醇对介孔结构热稳定性有明显的改善作用,经600℃焙烧3h的样品仍能保持较好的介孔结构,其介孔呈直通型的六方型孔道,比表面积>200m2·g-1,孔分布呈双孔型分布,其中介孔孔径约为5nm左右,微孔孔径在1～2nm之间,介孔占较大比例,并且微孔数量随焙烧温度的升高逐渐减少,直至600℃消失。     

SBA-15负载CeO2纳米晶的溶胶-凝胶一步合成

以P123为模板剂, 正硅酸乙酯和硝酸铈为前驱体, 通过溶胶-凝胶路线在酸性条件下合成了SBA-15负载氧化铈(CeO2与SiO2质量比为28.7%)有序介孔材料. 采用热重/差热分析(TGA/DTA)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和氮气吸附等手段对所合成材料进行了表征. 结果表明, 合成的材料具有类似于SBA-15的结构, 孔径、孔容和比表面积分别为38.7 Å, 0.46 cm3/g和570 m2/g. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)和选区电子衍射花样联合表征证实了铈物种以高分散的CeO2纳米晶的形式分布在介孔基体中.     

两亲性嵌段共聚物导向合成有序介孔金属氧化物半导体材料

有序介孔材料作为一种结构稳定、高比表面积、孔径可调、孔壁易于修饰的新型纳米结构材料在基础研究与应用开发方面都引起了人们的关注.有关有序介孔材料的文献中,无定型介孔材料(如二氧化硅、碳材料等)报道占据了大约70%,主要是由于传统软模板剂(如小分子表面活性剂或者聚环氧乙烷-b-聚环氧丙烷基嵌段共聚物)能够胜任无定型介孔材料的合成.相比而言,常规软模板剂在合成具有独特物化性能(光、电、磁以及催化、气敏等特性)的晶态半导体金属氧化物介孔材料方面面临很大的挑战.近年来,随着学科交叉发展以及高分子界研究人员加入无机多孔材料领域,一系列新型嵌段共聚物模板剂(例如具有高残碳率、高玻璃化转变温度和络合能力的嵌段共聚物)相继被合成并用于合成新型多孔材料,特别是这些模板剂在诱导组装合成有序介孔金属氧化物材料方面的研究取得了突出进展.本文从聚合物模板剂的制备与组装出发,围绕金属氧化物前驱体与模板剂之间的相互作用,系统综述了两者组装的作用机理和组装行为.深入探讨并总结了常见的三大组装方式:金属无机盐-聚合物模板、金属簇化合物-聚合物模板、金属纳米晶-聚合物模板组装,详细阐述了聚合物模板在合成有序介孔金属氧化物中的组装机理以及微观结构调控规律,并分析了聚合物模板诱导合成有序介孔金属氧化物未来宏量制备面临的机遇与挑战.鉴于其丰富的物化特性和新颖的介孔结构,有序介孔金属氧化物将逐步成为纳米光电器件、纳米催化载体以及化学传感的核心材料.     

含钴介孔分子筛催化热解乙醇制备纳米碳管

以CTAB为模板剂,硅酸钠、氯化钴为原料,通过水热法合成含钴介孔分子筛(Co-MCM-41)。以所合成的Co-MCM-41做催化剂,采用化学气相沉积(CVD)法催化热解乙醇制备纳米碳管。通过XRD、FT-IR、TEM、N2吸附-脱附和Raman光谱等分析手段对所合成的介孔分子筛和纳米碳管进行了表征。结果表明:合成的Co-MCM-41样品具有MCM-41的介孔结构,比表面积较大且介孔有序性较好。以所合成的含钴介孔分子筛催化热解乙醇制备出管径均匀、管壁较厚、顶端开口的多壁纳米碳管。     

酸法纳米纤维素模板剂合成介孔TiO2及光催化活性

以生物可再生资源的酸法纳米纤维素为模板剂,四氯化钛为钛源,采用液相水解-沉淀法制备了具有介孔结构的TiO2光催化剂。采用低温N2物理吸附-脱附、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重-量热扫描(TG/DSC)、傅里叶变换红外(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等对介孔TiO2进行了表征,并以甲基橙为模型物,考察了介孔TiO2光催化活性。结果表明,以酸法纳米纤维素为模板剂合成的TiO2光催化活性显著提高,且具有良好的孔隙结构,平均孔径5.03 nm、总孔容积0.35 cm3.g-1、比表面积192m2.g-1;纤维素模板剂合成的TiO2表面羟基数量降低;纤维素长链分子结构之间的羟基与TiO2表面羟基的键合,可有效限制TiO2前驱体的生长和团聚,并抑制锐钛矿相TiO2向金红石相转变。     

聚(2-甲氧基-5-乙氧基苯)撑纳米阵列的形态和光学特性

在阳极氧化铝(AAO)模板的纳米孑L内通过1—甲氧基—4—乙氧基苯(MEB)的氧化偶合聚合组装聚(2—甲氧基—5—乙氧基苯)撑(MEO—PPP)纳米纤维阵列，通过对纳米线的分子结构，AAO模板和聚(2—甲氧基—5—乙氧基苯)撑纳米纤维阵列的形态和形貌表征表明，AAO模板的纳米孔均匀有序且相互平行，定向生长的聚(2—甲氧基—5—乙氧基苯)撑纳米纤维的分子链与AAO纳米孔的轴线平行，聚合物分子链的定向排列能够显著提高电导率，MEO—PPP分子链的聚对苯撑(PPP)骨架有良好的π-π^*共轭体系，引起吸收带向长波方向移动，MEO—PPP纳米纤维阵列比其无序纳米纤维有5nm的发射蓝移。     

合成介孔纳米晶体氧化锆的新方法(英文)

通过一种新颖的方法,即软模板-固液技术(CSSL)合成具有高比表面积的介孔纳米晶体氧化锆.首先,通过软模板法以1-十六烷基-3-甲基咪唑溴(C16mim+Br-)为结构导向剂,硫酸锆为无机前驱物合成了介观相氧化锆杂化物,然后该杂化物与固体硝酸铜无机盐研磨并进行热处理.在600℃焙烧后所得到的氧化锆材料具有蠕虫状介孔结构,且孔壁由尺寸约为2.50nm的四方相氧化锆纳米粒子组成.该材料的比表面积为240.0m2·g-1,孔径为4.10nm.与之对应,使用单一的软模板法在相同的温度焙烧后,所得到的氧化锆材料介孔结构坍塌,比表面积仅为9.5m·2g-1.     

有序介孔碳负载Fe、Co、Ni纳米晶的软模板合成及其表征

报道了在有序介孔碳基体中一步合成负载Fe、Co、Ni纳米晶的方法. 以间二苯酚和甲醛为碳源, F127为模板剂, Fe、Co、Ni的硝酸盐为前驱体, 通过软模板组装路线在酸性条件下合成了负载型有序介孔碳复合材料. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和氮气吸附等手段对所合成材料进行了表征. 结果表明: 合成的材料具有类似于SBA-15的有序介孔结构, 有序介孔碳负载Fe、Co、Ni纳米晶复合材料的比表面积分别为586、626和698 m²·g^-1. XRD和TEM表征结果证实了金属物种以高分散纳米晶的形式分布在介孔碳基体中.     

基于CeO2-Co3O4纳米纤维的催化发光式甲醛传感器研究

采用双喷嘴静电纺丝法制备了CeO2-Co3 O4纳米纤维,将制备的CeO2-Co3 O4纳米纤维均匀涂覆于 ω型加热线圈表面形成催化发光薄膜,设计了一种新型催化发光甲醛传感器.采用X射线衍射仪、 扫描电子显微镜、 全自动程序化学吸附仪和X-射线光电子能谱仪,表征了Co3 O4-CeO2纳米纤维的相组成和微观形貌,讨论了甲醛在CeO2-Co3 O4催化剂表面的电化学特性和催化发光机理.在优化条件下,即波长500 nm、 温度550℃ 、 载气流速0.2 L/min,甲醛传感器件(Ce30)催化发光强度与甲醛浓度在1.2~50μg/m3范围内有良好的线性关系,灵敏度为40.04 a.u./(μg/m3),检出限为1.2μg/m3,动态响应和恢复时间分别为2.4和3.5 s.此传感器可用于汽车尾气中甲醛浓度检测,相对误差范围为0.4%~1.1%,相对标准偏差RSD<3%(n=6).     

Comparative study of CeO2 and doped CeO2 with tailored oxygen vacancies for CO oxidation

We report on the preparation and characterization of CeO(2) nanofibers (CeO(2)-NFs) and nanocubes (CeO(2)-NCs), as well as Sm- and Gd-doped CeO(2) nanocubes (Sm-CeO(2)-NCs and Gd-CeO(2)-NCs), synthesized by a simple hydrothermal process for CO catalytic oxidation. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Brunauer-Emmett-Teller (BET), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy, and photoluminescence spectroscopy. Their oxygen-storing capacity (OSC) was examined by means of hydrogen temperature-programmed reduction (H(2)-TPR) and oxygen pulse techniques. Their catalytic properties for CO catalytic oxidation were comparatively investigated. The results showed that the CeO(2)-NFs possessed a higher catalytic activity compared to the CeO(2)-NCs because of their smaller size and the greater number of oxygen vacancies. The activity of the Sm-CeO(2)-NCs was higher than that of the CeO(2)-NCs due to an increase in the number of oxygen vacancies, which results from the substitution of Ce(4+) species with Sm(3+) ions. In contrast, Gd doping had a negative effect on the CO catalytic oxidation due to the special electron configuration of Gd(3+) (4f(7)). Our work demonstrates that the oxygen vacancies in pure CeO(2) and the electron configuration of the dopants in doped CeO(2) play an important role in CO oxidation.     

二氧化铈-铈掺杂锰氧化物纳米复合物高效紫外-可见-红外光热催化净化乙酸乙酯

乙酸乙酯是一种重要的有机溶剂,广泛应用于涂料、粘合剂和塑料及石化等工业生产,但作为一种主要的挥发性有机污染物(VOCs),其对大气环境造成严重污染.目前工业上主要采用负载型贵金属催化剂催化燃烧的方法进行净化处理,但该方法存在催化剂价格昂贵和能耗高的问题,迫切需要开发活性高、稳定性好、成本低及能耗小的催化新方法和新材料....     

介孔碳纳米纤维制备与超电容性能研究

采用低分子量酚醛树脂/F127混合物填充多孔氧化铝模板孔道,制备了大尺寸介孔孔道、核-壳结构的介孔碳纳米纤维.分别以SEM、TEM及N2等温吸附-脱附观察分析样品形貌和孔结构参数.循环伏安与恒流充放电测定该介孔纳米纤维电极(阳极)的超电容性能.结果表明:介孔碳纳米纤维比电容明显增大,且在高扫速、大电流下具有良好的超电容特性.     

Phase behavior and microstructures of nonionic fluorocarbon surfactant in aqueous systems

The phase behavior and self-assembled structures of perfluoroalkyl sulfonamide ethoxylate, C8F17SO2N(C3H7)(CH2CH2O)20H (abbreviated as C8F 17EO20), a nonionic fluorocarbon surfactant in an aqueous system, has been investigated by the small-angle X-ray scattering (SAXS) technique. The C8F17EO20 forms micelles and different liquid crystal phases depending on the temperature and composition. The fluorocarbon micellar structure induced by temperature or composition change and added fluorocarbon cosurfactant has been systematically studied. The SAXS data were analyzed by the indirect Fourier transformation (IFT) and the generalized indirect Fourier transformation (GIFT) depending on the volume fraction of the surfactant and complemented by plausible model calculations. The C8F17EO20 forms spherical type micelles above critical micelle concentration (cmc) in the dilute region. The micelle tends to grow with temperature; however, the growth is not significant on changing temperature from 15-75 degrees C, which is attributed to the higher clouding temperature of the surfactant (>100 degrees C). On the other hand, the micellar structure (shape and size) is apparently unaffected by composition (1-25 wt %) at 25 degrees C. Nevertheless, addition of fluorocarbon cosurfactant of structure C8F17SO2N(C3H7)(CH2CH2O)H (abbreviated as C8F17EO1) to the semidilute solution of C8F17EO20 (25 wt %) favors micellar growth, which finally leads to the formation of viscoelastic wormlike micelles, as confirmed by rheometry and supported by SAXS. The onset sphere-to-wormlike transition in the structure of micelles in the C8F17EO20/water/C8F17EO1 system is due to the fact that the C8F17EO1 tends to go to the surfactant palisade layer so that the critical packing parameter increases due to a decrease in the effective cross-sectional area of the headgroup. As a result, spherical micelles grow into a cylinder, which after a certain concentration entangle to form a rigid network structure of wormlike micelles.     

Formation of high-stress phase and extrusion of polyethylene due to nanoconfinements during Ziegler-Natta polymerization inside nanochannels

Polyethylene nanofibers were synthesized by heterogeneous Ziegler-Natta polymerization inside nanochannels of robust anodized aluminum oxide (AAO) membranes. The polymerization catalysts were chemisorbed at the inner wall of the nanochannels and monomers were provided through diffusion from the outside. Polyethylene is produced inside the nanochannels in the 10-20 mum region from the channel entrance. Polyethylene fibers were extruded from the nanochannels up to 3-5 mum during the polymerization. X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, and Fourier transform infrared analyses indicated formation of a highly stressed crystalline structure although the polymerization was carried out without any external pressure or mechanical work. The highly stressed phase formation inside nanochannels and some degree of polyethylene nanofiber extrusion from nanochannels were attributed to catalytic production of excess amounts of polyethylene inside nanoconfined templates.     

前驱体CeOHCO3的结构对CeO2催化性能的影响（英文）

以尿素替代水为溶剂,采用改良的尿素水解法制备不同结构的CeOHCO3和CeO2,并运用N2吸附-脱附、X射线衍射、H2程序升温还原、O2程序升温脱附、X射线光电子能谱、扫描电镜及甲烷燃烧反应对CeO2催化剂进行表征和催化性能测试.结果表明,CeO2催化性能和前驱体CeOHCO3的晶相结构(六方相或八面体相)存在直接关系.与以八面体为前驱体制得的颗粒状CeO2相比,以六方相为前驱体制得的棒状CeO2具有比表面积大、氧化还原能力强、表面氧空缺浓度高以及催化甲烷燃烧活性高的特点.     

溶剂热合成片状介孔CeO2及光致发光性能

本文以乙二醇为溶剂,Ce(NO3)3·6H2O为铈源,尿素为沉淀剂,采用了溶剂热法一步合成了二维片状结构的介孔CeO2,同时讨论了不同反应时间对晶型的影响。通过SEM、TEM、XRD、EDS和N2吸附-脱附等检测手段进行了表征,结果表明所合成CeO2是由大量较规整的片状结构单元组成,在片状结构上分布着均匀有序的介孔,产物具有立方萤石型结构,并考察了相应的光致发光性能。     

氧化铝纳米线的制备及其形成机理

采用二次铝阳极氧化技术, 制备高度有序的铝阳极氧化膜(AAO模板). 经X射线衍射(XRD)分析, 模板为无定形结构. 将模板放入腐蚀液中, 可获得大量无定形结构的氧化铝纳米线. 模板在800 ℃下退火4 h后, 变为γ-Al2O3结构, 采用类似腐蚀液溶解模板, 得到大量γ-Al₂O₃纳米线. 研究了腐蚀液种类、腐蚀时间和模板晶体结构等因素对生成氧化铝纳米线的影响, 并利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和XRD对纳米线的形貌与结构进行了表征. 结果表明, 在多种腐蚀液中, 均可获得氧化铝纳米线; 随着腐蚀时间的增加, 纳米线的长度增加, 直径变小, 长径比增大; 氧化铝纳米线的晶体结构与所采用模板的晶体结构一致. 此外, 还采用原子力显微镜(AFM)和SEM对AAO膜的表面形貌及其结构特点进行了详细的观测, 并以此为基础讨论了氧化铝纳米线的形成机理, 认为AAO模板本身存在的花状微结构是形成纳米线的内因, 花瓣间的凹陷部位首先被腐蚀断裂, 形成氧化铝纳米线.