氧化锌空心微球的制备及其催化性能

以乙二醇为溶剂,聚乙二醇-10000为表面活性剂,硝酸锌和醋酸钠为原料,利用溶剂热法,合成了氧化锌空心微球。 并用X射线衍射、扫描电子显微镜、热重、比表面和孔径分布等对其进行了表征。 考察了硝酸锌用量、聚乙二醇-10000用量、反应时间和反应温度等对氧化锌空心微球形貌和大小的影响。 考察了氧化锌空心微球催化分解高氯酸铵的性能,结果表明,由于氧化锌空心微球的加入,高氯酸铵的分解温度由442 ℃降低至280 ℃左右。     

不规则形ZnO纳米棒的制备及其光催化性能研究

本文采用溶剂热法,以Zn(NO3)2,NaAc为原料,聚乙二醇-10000为表面活性剂,制备了不规则形的ZnO纳米棒。并用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、荧光光谱、紫外-可见分光光度计对其进行了表征。考察了硝酸锌用量、聚乙二醇-10000用量、反应时间和反应温度等对氧化锌粒子形貌和大小的影响,初步讨论了氧化锌纳米棒的可能形成机理。以ZnO纳米棒作为光催化剂,考察了其光催化降解龙胆紫的性能。研究了催化剂用量、龙胆紫的初始浓度对光催化降解率的影响。     

溶剂热合成Cu2O微球及其对高氯酸铵热分解的催化作用

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,利用溶剂热法合成了Cu2O微球.考察了PVP用量以及反应温度对产物形貌的影响,并在反应时间为2.5与4.5h时分别合成了直径为100-200nm和1μm的Cu2O微球.同时,利用差热分析(DTA)技术考察了不同直径的Cu2O微球对高氯酸铵(AP)热分解的催化效果,结果表明:添加2%(w)的直径为100-200nm和1μm的Cu2O微球使得AP的高温分解温度分别降低了116和118°C,AP在低温阶段的分解量也明显提高.     

酵母模板合成CuO空心微球及其催化性能研究

以酵母作为生物模板合成了氧化铜空心微球。X-射线粉末衍射、电子扫描电镜、氮气吸附-脱附、紫外-可见光漫反射光谱对产品的物化结构和性能进行了表征。电子扫描电镜分析表明氧化铜产物具有空心结构,粒径为2.2-2.9μm。X射线粉末衍射表明CuO空心微球具有很好的单斜晶型结构。氮气吸附-脱附表明CuO空心微球的比表面积是8.15 m2/g,壳体表面具有多孔性,中孔尺寸分布在2.0-35.4 nm。紫外-可见光漫反射光谱证实产物的能隙是1.38 ev。傅里叶红外、热重-差热以及X射线能谱分析监控了合成过程中组分及化学键的变化,据此提出了空心氧化铜的合成机理。进一步利用差热分析,研究了空心氧化铜催化热分解高氯酸铵的反应,证实了该空心氧化铜产品具有很高的催化活性。     

溶剂热法制备硫化镍空心微球

以醋酸镍和硫代乙酰胺为原料, 乙醇为溶剂, 在150 ℃的溶剂热条件下制备了硫化镍空心微球, 并用XRD, TEM, SAED和SEM对产物进行了表征. 结果显示, 这些空心微球由β-NiS和α-NiS组成, 从反应开始得到的α-NiS实心球通过内核的消溶演变而成.     

纳米LaCoO3的制备及其对高氯酸铵分解的催化性能

以硝酸镧和硝酸钴为原料,通过硬脂酸法制备了纳米LaCoO3。采用红外光谱、X射线衍射、透射电镜等测试手段对产物进行了表征,并用热分析法考察了不同含量的纳米LaCoO3对高氯酸铵热分解的催化作用。结果表明,在600℃下可获得结晶良好的钙钛矿型纳米LaCoO3,粒径约40-60 nm。纳米LaCoO3能强烈催化高氯酸铵的热分解,催化作用随着LaCoO3含量的增加而增强。添加5%的纳米LaCoO3可使高氯酸铵的高温分解温度下降116℃,分解放热量也由2%时的1390 J·g^-1增至1600 J·g^-1。     

纳米CuO：不同形貌的制备及对高氯酸铵热分解催化性能

采用超声法和微波水热法,制备了棒状、球状、梭形和杨桃状纳米CuO粉体。以X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)手段对各种产物进行了表征。用热分析法考察了不同形貌的纳米CuO对高氯酸铵(AP)分解的催化作用。结果表明,四种形貌的纳米CuO均可强烈催化AP的热分解,而棒状和球状纳米CuO的催化活性更高。与纯高氯酸铵相比,加入棒状纳米CuO后AP的高温分解温度降低了124.4 ℃,加入球形纳米CuO催化剂后高温分解温度降低了122 ℃,且低温分解峰消失。     

Au@ZrO_2空心纳米微球的制备及其催化性质

以Stober法合成了不同粒径的SiO_2微球。以这些SiO_2微球为硬模板,通过ZrOCl_2前驱体吸附和水解制备得到了ZrO_2@SiO_2复合物,然后用HF溶解去除二氧化硅模板剂,制备得到ZrO_2空心球。以ZrO_2空心球为载体,采用沉积-沉淀法(DP)合成了Au@ZrO_2纳米空心微球。考察了Au@ZrO_2纳米空心微球在对硝基苯胺还原反应中的催化性能。研究结果表明,所合成的SiO_2微球粒径大小均一、形状规则、分散性好;ZrO_2空心微球大小及比表面积可以通过硬模板SiO_2微球粒径进行有效控制;与Au@ZrO_2实心微球相比,Au@ZrO_2空心微球在对硝基苯胺还原反应中表现出良好的催化性能,当反应温度为45℃、反应7 min时,对硝基苯胺能够完全转化为对苯二胺。     

以聚乙二醇为模板剂制备MoS2空心微球

以聚乙二醇(PEG)为模板剂, 采用软模板法制备出MoS2空心微球, 并采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行表征. 结果表明, 所制备的MoS2为粒径约2-7 μm的空心微球, 但结晶程度较差, 需通过退火工艺进行改善; 聚乙二醇与MoS2发生了较为强烈的有机-无机杂化作用, 其浓度和分子量对产物形貌调控均有重要影响. 同时, 结合红外光谱分析, 对MoS2空心微球的形成机理进行了初步的探讨.     

以聚乙二醇为模板剂制备MoS2空心微球

以聚乙二醇(PEG)为模板剂,采用软模板法制备出MoS2空心微球,并采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行表征.结果表明,所制备的MoS2为粒径约2-7μm的空心微球,但结晶程度较差,需通过退火工艺进行改善;聚乙二醇与MoS2发生了较为强烈的有机-无机杂化作用,其浓度和分子量对产物形貌调控均有重要影响.同时,结合红外光谱分析,对MoS2空心微球的形成机理进行了初步的探讨.     

高电化学活性SnO2/TiO2空心微球的制备及其性能

采用一种简便的无模板溶剂热法合成了尺寸在1μm左右、具有堆叠结构的SnO_2/TiO_2空心微球。合成过程的研究结果表明:SnO_2/TiO_2空心微球在形成过程中经历了空心、被填充、分裂到再次形成空心结构的过程。随后,SnO_2/TiO_2空心微球作为锂离子电池负极材料的电化学性能测试结果表明:SnO_2/TiO_2空心微球在0.1 A·g~(-1)的电流密度下,其首次放电容量达到1 484.9mAh·g~(-1),库伦效率为49.0%。经过600次循环后,其放电容量依然可以达到565.6 mAh·g~(-1),显示了高的容量和循环稳定性。     

沉淀聚合法制备单分散聚(4-乙烯基吡啶-co-二乙烯基苯/三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)聚合物微球

以4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体、二乙烯基苯(DVB)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)为混合交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,乙腈为反应介质,采用沉淀聚合法制备单分散聚合物微球.考察了共聚单体、溶剂、引发剂等聚合条件对聚合物微球粒径、分散性以及产率的影响.并用扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪、热重分析仪和红外光谱对微球进行了表征.结果表明,聚合物微球的表面形貌和产率可通过改变溶剂体积、单体/交联剂摩尔比和引发剂浓度等因素进行控制.降低乙腈溶液体积、增加DVB摩尔比例及交联剂摩尔比、可增加聚合物粒径及粒度分布均匀性,而聚合物产率随溶剂体积和DVB摩尔比增大而减小,随交联剂摩尔比和引发剂浓度的增加而增加.在最优条件下,即DVB和TRIM两者摩尔比4∶1,单体/交联剂摩尔比1∶5,乙腈用量为5.6 m L(单体和交联剂占介质体积的7%),引发剂浓度为2 wt%~6 wt%(占总反应单体的量)时,可获得形貌规则、产率较高的单分散poly(4-VP-co-DVB/TRIM)微球,微球平均粒径约4.02μm,粒径分布指数(U)为1.013.此外,热重分析结果显示,聚合微球于350℃时开始分解,600℃时失重率达84.9%.     

氟化改性TiO2空心微球的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源、氢氟酸为氟源、乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成了氟化改性的TiO2空心微球,并利用XRD、FESEM、FTIR、XPS等手段对氟化TiO2微球的晶体结构、形貌、分子基团以及元素形态等性质进行了表征,同时将TiO2微球应用于光催化降解甲基橙溶液。结果表明:氟化TiO2空心微球由奥斯瓦尔德熟化过程获得,其中TiO2以锐钛矿存在,氟以化学吸附态存在于TiO2的表面,形成≡Ti-F基团。相比纯TiO2,氟化TiO2空心微球光催化活性有很大提高,对初始浓度为20 mg·L-1的甲基橙溶液进行光催化降解30 min,其降解率达到98%。氟化改性TiO2空心微球光催化活性的提高是源于TiO2独特的空心微球结构以及TiO2表面≡Ti-F基团的存在。TiO2表面≡Ti-F基团有很强的吸电子能力,抑制了光生电子与空穴的复合,同时有利于羟基自由基的产生。     

水热法合成SnO_2空心球及其对乙醇气敏性能研究

采用水热无模板法合成了SnO_2空心微球,研究了不同溶剂比例对材料形貌的影响。将制备的SnO_2空心球和实心球材料制备旁热式半导体传感器,并对乙醇气体的敏感性能进行研究。结果表明:当乙醇和水的比例达到2:3时,合成了SnO_2空心微球,尺寸约为1-2μm。气敏性能研究表明,在加热温度280℃,SnO_2空心球传感器对50 ppm乙醇的灵敏度达到9,是SnO_2实心球的灵敏度的3倍,且具有较短的响应时间,响应时间为4 s。     

草酸钴原位催化高氯酸铵热分解的DSC／TG-MS研究

采用差示扫描量热/热分析-质谱(DSC/TG-MS)联用技术研究了草酸钴对高氯酸铵的原位催化. 结果表明,草酸钴原位分解生成的钴氧化物对高氯酸铵有较强的催化作用,添加2%的草酸钴使高氯酸铵的分解温度降低104 ℃, 分解放热量从655 J/g增大到 1 469 J/g. 分解的气相产物主要有H2O, NH3,O2,HCl,Cl2,NO,N2O和NO2. 由于氧在新生态的纳米钴氧化物表面形成过氧化活性离子(O-2), 使氨氧化在钴氧化物的过氧化表面活性中心进行,加速了高氯酸铵的热分解,使其表观放热量大幅度增加.     

不同结构Cu_2O多晶的合成及其对高氯酸铵热分解的催化作用

利用均相反应器,在没有添加剂的条件下合成了具有多孔结构的Cu2O微球.考察了合成时间以及反应器旋转速度对Cu2O微球结构的影响.通过增加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的用量,使得Cu2O从多孔微球转变为立方体孪晶,最终形成十四面体孪晶结构.同时,将不同结构的Cu2O多晶应用于催化高氯酸铵(AP)的热分解,结果表明:多孔Cu2O微球较其它结构的Cu2O对AP的热分解具有更高的催化活性,使得AP的低温分解温度降低了37.4°C,而AP在低温阶段的分解量也由8.7%增加至49.0%.     

锌离子掺杂的二氧化钛介孔空心微球的制备及光催化性能

以二氧化硅为模板,钛酸四丁酯（TBOT）为钛源,硝酸锌为锌源,采用溶胶凝胶法制备了锌离子掺杂的介孔二氧化钛空心微球。采用X射线衍射（XRD）、比表面积（BET）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）等技术对样品进行表征,以亚甲基蓝（MB）的光催化降解为目标反应评价其光催化活性。结果表明,去核之后的复合微球为空心微球,壁厚为20nm左右。钛酸四丁酯溶液的滴加时间对微球的形貌影响较大,当滴加时间大于15min时,可以得到结构清晰的空心微球。用氢氧化钠溶液去除二氧化硅核,反应90min,二氧化硅可以被完全去除。X射线衍射表明,实验得到的掺杂锌离子的空心微球和没有掺杂锌离子的空心微球都是锐钛矿。当锌离子的摩尔分数为0.3%时,二氧化钛空心微球的晶粒尺寸最小,比表面积最大,催化亚甲基蓝降解的效率最高。     

锌离子掺杂的二氧化钛介孔空心微球的制备及光催化性能

以二氧化硅为模板,钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,硝酸锌为锌源,采用溶胶凝胶法制备了锌离子掺杂的介孔二氧化钛空心微球。采用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应评价其光催化活性。结果表明,去核之后的复合微球为空心微球,壁厚为20 nm左右。钛酸四丁酯溶液的滴加时间对微球的形貌影响较大,当滴加时间大于15 min时,可以得到结构清晰的空心微球。用氢氧化钠溶液去除二氧化硅核,反应90 min,二氧化硅可以被完全去除。X射线衍射表明,实验得到的掺杂锌离子的空心微球和没有掺杂锌离子的空心微球都是锐钛矿。当锌离子的摩尔分数为0.3%时,二氧化钛空心微球的晶粒尺寸最小,比表面积最大,催化亚甲基蓝降解的效率最高。     

交联聚苯乙烯微球的表面化学改性及吡啶基卟啉的固载化

以无致癌毒性的1,4-二氯甲氧基丁烷为氯甲基化试剂,先将交联聚苯乙烯(CPS)微球氯甲基化,制得氯甲基化微球CMCPS。 然后使微球CMCPS与4-吡啶甲醛进行季铵化反应,将4-吡啶甲醛键合到CPS微球表面,制得键合吡啶甲醛(PyAL)的改性微球PyAL-CPS。 考察了主要反应条件对季铵化反应的影响,最终确定季铵化反应的优化条件:溶剂CCl4,反应温度60 ℃,最后使改性微球PyAL-CPS、4-吡啶甲醛及吡咯在固-液界面上进行Adler反应,形成固载吡啶基卟啉(PyP)的微球PyP-CPS。 用IR和UV-Vis以及Zn2+配合物生成法表征了微球PyP-CPS的形成及负载量。     

高热稳定性TiO_2空心微球高效光催化氧化丙酮(英文)

空心结构材料具有低密度、高通透性和易于回收的优点,因此人们对空心球的TiO_2,如TiO_2空心微球(TiO_2-HMSs)的制备非常感兴趣.但是普通TiO_2-HMSs的热稳定性较差,一般在600°C以上就由活性较高的锐钛矿相相变成活性很差的金红石相.考虑到氟离子能够抑制TiO_2相变,因此我们以Ti(SO4)2为钛源,在NH4F和H_2O2的共同作用下,于180°C水热制备了由空心颗粒自组装成的表面氟化的TiO_2-HMSs,并考察了其热稳定性与光催化氧化分解丙酮的性能.研究发现,当焙烧温度从300°C上升到1000°C时,TiO_2平均粒径从79.0 nm逐渐增大到97.7 nm,结晶度从1.00增大到1.53.这是由于热处理促进了TiO_2颗粒的晶化.当进一步升温到1100°C时,XRD谱开始出现金红石相TiO_2的特征衍射峰,此时约18.4%的锐钛矿相开始向金红石相转化.因此,本文制备的二氧化钛锐钛矿相可以稳定到1000°C,显示出优良的高热稳定性.扫描电镜显示,水热制备的TiO_2-HMSs是由高能(001)面暴露的TiO_2十面体纳米晶组装而成.随着焙烧温度提高到900°C,空心微球外观没有显著改变,但是组装体纳米晶暴露出来的空洞逐渐变小,晶粒变得圆滑;至1100°C时,空心微球组装体的纳米晶变成了球形颗粒,但是空心微球的空心结构没有坍塌,空心微球结构依然得到保留.我们用丙酮的紫外光催化氧化分解来评价不同温度焙烧的TiO_2空心微球的光催化活性.结果显示,前驱体TiO_2空心微球于300°C焙烧2 h,丙酮的氧化速率从1.39×10-3 min~(-1)(前驱体)降至0.82×10-3 min~(-1)(T300样品),这是因为样品表面吸附的氟离子受热挥发所致;当焙烧温度从300°C提高到900°C时,催化剂活性从0.82×10~(-3) min~(-1)升至2.09×10~(-3) min~(-1),这是由于焙烧促进了TiO_2的晶化;进一步升至1000和1100°C时,催化剂活性显著下降,这是由于催化剂的比表面积急剧减小和金红石相的生成.总之,本文利用氟离子的化学诱导作用制备出表面氟化的空心颗粒自组装TiO_2空心微球,该TiO_2空心微球显示出超高热稳定性与高光催化活性,因此在高热环境中具有实际应用前景.