反相微乳液介质中纳米Sm2O3的制备

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/钐盐水溶液(氨水)所形成的反相微乳液体系,控制合成Sm2O3球形纳米粒子.绘制出25℃下CTAB/正丁醇/正辛烷/钐盐水溶液(氨水)体系的拟三元相图,得到了反相微乳液区.在此反相微乳区内合成了Sm2O3的前驱体,对前驱体进行热分析(TG-DSC),确定了得到纳米Sm2O3产物的适宜焙烧温度为900℃,并考察了微乳液中反应物浓度、反应时间等因素对合成产物的影响.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、激光粒度仪(NSA)、荧光光谱(FS)仪等分析方法对Sm2O3产物的形貌、晶形、粒径及荧光性质进行了表征.结果表明,25℃下利用反相微乳液法,成功地制备了粒径分布较窄、分散性良好的球形纳米Sm2O3粒子,粒径约20 nm左右,且表现出较强的荧光性质.     

粒径可控纳米CeO_2的微乳液法合成

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/硝酸铈(Ce(NO3)3)水溶液(氨水)所形成的反相微乳液体系合成CeO2前驱体,利用热重(TG)和X射线衍射(XRD)分析方法确定了得到纳米CeO2的适宜焙烧温度为550℃,CeO2前驱体经550℃焙烧后得到纳米CeO2.采用XRD、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计等表征手段分别对纳米CeO2的晶形、形貌、粒径及紫外吸收性质进行了表征,该纳米CeO2粒子具有立方晶型结构,分散性较好、粒径范围为5-18nm.考察了微乳液中正辛烷与正丁醇质量比、Ce(NO3)3浓度对纳米CeO2粒径的影响,结果表明:利用微乳液法,通过改变微乳液中正辛烷与正丁醇质量比、Ce(NO3)3浓度能够对纳米CeO2粒径进行有效控制;纳米CeO2的粒径均随着正辛烷与正丁醇质量比和Ce(NO3)3浓度的增大而减小.同时,对不同条件下制得的纳米CeO2的紫外吸收性质进行了考察.     

CTAB反相微乳液的稳定条件与纳米WO3的制备

以CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)/正丁醇/正辛烷/钨酸钠水溶液构制反相微乳体系,通过测定体系电导率的方法确定相点并绘制反相微乳区拟三元相图。考察了该体系在不同条件下稳定存在的组成范围,选取实验最佳条件制备出纳米WO3。结果表明,表面活性剂与助表面活性剂的比、钨酸钠溶液的浓度对该反相微乳体系稳定区域的影响较大,当m(CTAB)∶m(正丁醇)=1∶2,钨酸钠浓度为0.05～0.08 g/mL时,体系有较大的反向微乳区,且当m(CTAB 正丁醇)∶m(正辛烷)=2∶3时,体系有最大溶水量;温度对该体系稳定区域的影响不大。在最适宜条件下,以0.08 g/mL的钨酸钠微乳液与盐酸微乳液,在40℃的水浴中反应7 h,制备出平均粒径约30 nm的WO3纳米粒子。     

反相微乳液法制备纳米SiO2的研究

在壬基酚聚氧乙烯5醚(NP-5)/环己烷/氨水的反相微乳液体系中，进行正硅酸乙酯(TEOS)的水解、缩合反应，得到粒径在30～50 nm的单分散纳米SiO₂胶体。红外光谱法(FTIR)及透射电子显微镜(TEM)观察证明了纳米SiO₂粒子的生成。反相微乳液体系相图的研究表明，水相为氨水比纯水有较窄的W/O型微乳区。氨水微乳液是碱催化TEOS水解、缩合制备纳米SiO₂粒子的适宜体系。当体系中TEOS的浓度增大时，粒子的粒径随之增大。降低NP-5     

反相微乳液法制备纳米Al2O3颗粒及其形成反应机理的研究

通过聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)/正丁醇/环己烷/水溶液形成的体系, 采用反相微乳液法合成了Al₂O₃纳米粒子. 对前驱体进行热分析(TG-DTG-DTA), 确定了合适的煅烧温度为1150 ℃. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见分光光度法(UV-vis)分别对产物的结构、粒度和形貌进行了表征, 考察了微乳液中水与表面活性剂的物质的量之比(ω_o)、煅烧温度和煅烧时升温速率等关键因素对产物形貌和晶相的影响, 并通过分析进一步揭示了Al₂O₃纳米粒子的形成机理. 结果表明, 控制ω_o为10、煅烧温度为1150 ℃可得到分散性好、粒径分布均匀的Al₂O₃纳米粒子, 且2 ℃/min的升温速率更有利于产物向稳定的α晶相转变.     

真空冷冻干燥制备高比表面积纳米氧化铝

采用真空冷冻干燥技术结合反相微乳液法, 于环己烷/聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)-十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/水溶液体系中, 合成了纳米Al2O3粉体. 采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及比表面积与孔隙度分析仪对产物的形貌、结构、比表面积、孔容与孔径进行了表征. 经过煅烧, 该纳米Al2O3比表面积约550.0 m2·g-1(随反应参数不同而变化), 属γ-Al2O3晶型, 粒径均匀, 颗粒直径小于10.0 nm. 考察了不同的干燥方式(电热鼓风干燥、普通真空干燥、真空冷冻干燥)以及真空冷冻干燥过程中主要参数对产物比表面积、孔容、平均孔径等物理性质的影响. 结果表明, 采用真空冷冻干燥法制备的纳米Al2O3的比表面积和孔容远高于采用另外两种干燥方式制备的纳米Al2O3. 采用真空冷冻干燥法制备纳米Al2O3时, 降温速率、预冻时间、冻干时间等参数对最终制备的产物比表面积与孔结构有显著影响.     

Eu3+掺杂纳米羟基磷灰石生物荧光探针的制备、性能与表征

以Ca(NO3)2·4H2O,Eu2O3和(NH4)2HPO4为原料,采用反相微乳液-水热法制备出Eu3+掺杂羟基磷灰石纳米粒子.通过对产物纳米粒子的荧光光谱,TEM、XRD等测试分析,重点考察了Eu3+掺杂量对产物纳米结构和荧光性能的影响,并对荧光性能随其形貌变化的关系等进行了简要讨论.     

水热微乳液法合成BaLiF3∶Er3+纳米微粒及表征

采用水/CTAB/正丁醇/正辛烷体系微乳液法及水热技术制备了BaLiF3∶Er3+纳米微粒.利用X射线衍射(XRD)、环境扫描电镜(ESEM)和红外荧光光谱等手段对所制备产物进行了表征.X射线衍射数据表明, 所制备微粒与JCPDS 标准卡片18-715吻合很好, 利用谢乐公式计算所制备产物平均粒径在98.45 nm左右, 与环境扫描电镜观察结果基本相同.BaLiF3∶Er3+纳米微粒的红外发射图谱由4个峰构成, 最强峰位于1540 nm处, 属于Er3+的f→f跃迁.     

高度单分散聚乙烯基倍半硅氧烷球形纳米粒子的制备及性能

在水溶液中, 以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为前驱体, 氨水(NH₃ · H₂O)为催化剂, 在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)存在下, 通过溶胶-凝胶法成功合成了具有不同粒径、 高度单分散的聚乙烯基倍半硅氧烷(PVSQ)球形纳米粒子. 研究结果表明, 催化剂NH₃ · H₂O与表面活性剂SDBS的用量对PVSQ的粒径和粒径分布影响很大, 而前驱体VTES的用量对PVSQ的粒径无明显影响. 通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线光电子能谱(XPS)及热重(TG)分析对产物的形貌、 粒径和粒径分布、 结构及热性能进行了表征.     

荧光纳米粒子Ru(bpy)_3/SiO_2的制备及其应用于蛋白质微阵列芯片检测HIV p24抗原

以三联吡啶钌(Ru(bpy)3)为内核材料,通过反相微乳液法合成了表面带氨基的核壳结构荧光纳米粒子Ru(bpy)3/SiO2,利用透射电子显微镜、荧光光谱、紫外-可见光谱等手段进行表征,并进行了光稳定性、荧光分子泄露与纳米粒子表面氨基测定等实验,结果表明: 所合成的纳米粒子表面带氨基活性基团,每毫克纳米粒子约含385 nmol氨基,纳米粒子呈规则球形,大小均一,单分散性好,平均粒径为(70±6) nm,具有很好的光稳定性.用100 W氙灯在最大发射波长照射90 min后,其荧光强度仅衰减8%;在水溶液中不易发生染料泄露,连续超声1 h后,染料泄露少于0.05%.以合成的纳米粒子作荧光探针标记链霉亲和素后应用于蛋白质微阵列芯片检测HIV p24抗原.结果显示,荧光强度与p24浓度呈良好的正相关性,检出限为3.1 μg/L.本纳米粒子作为新型荧光探针,可应用于高灵敏检测的蛋白质微阵列芯片及荧光免疫分析等系统.     

反相微乳液法制备纳米Al2O3颗粒及其形成反应机理的研究

通过聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)/正丁醇/环己烷/水溶液形成的体系, 采用反相微乳液法合成了Al₂O₃纳米粒子. 对前驱体进行热分析(TG-DTG-DTA), 确定了合适的煅烧温度为1150 ℃. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见分光光度法(UV-vis)分别对产物的结构、粒度和形貌进行了表征, 考察了微乳液中水与表面活性剂的物质的量之比(ω_o)、煅烧温度和煅烧时升温速率等关键因素对产物形貌和晶相的影响, 并通过分析进一步揭示了Al₂O₃纳米粒子的形成机理. 结果表明, 控制ω_o为10、煅烧温度为1150 ℃可得到分散性好、粒径分布均匀的Al₂O₃纳米粒子, 且2 ℃/min的升温速率更有利于产物向稳定的α晶相转变.     

Effect of Preparation Methods of Bi2O3 Nanoparticles on their Photocatalytic Activity

Bi2O3 nanoparticles were prepared by means of ammonia precipitation, polyol mediated methods and microemulsion chemical method. The structure and properties of the as-prepared nanoparticles, having been submitted to a heat-treatment test at 750℃, were characterized by means of XRD. BET, XPS and UV-Vis absorption techniques. The photocatalytic oxidation reactions of benzene, toluene and xylene were used as the model reaction to measure the photocatalytic activity of Bi2O3 nanoparticles, respectively. The results show that the crystallite size of Bi2O3 prepared with different methods and calcined at 750℃ were 50. 6, 38.5 and 31.5 nm, respectively. The photocatalytic activity of Bi2O3 nanoparticles prepared with the microemulsion chemical method was higher than that of the particles prepared with the polyol mediated method; and that of the particles prepared with the micromulsion chemical method was the highest among the three. The degradation rates of the three pollutants xylene, toluene and benzene decreased in sequence.     

A novel method for the preparation of Bi4Ti3O12 nanoparticles in w/o microemulsion

Nanometer-sized Bi₄Ti₃O₁₂ particles have been prepared by chemical reaction of bismuth nitrate pentahydrate, titanium sulfate and ammonia solution in a reverse microemulsion system consisting of water, OP (P-octyl polyethylene glycol phenylether, non-ionic surfactant), n-butanol (co-surfactant), and cyclohexane (oil). Precursor hydroxides precipitated in the droplets of water-in-oil (w/o) microemulsion were calcined at 800 °C for 4 h to form Bi₄Ti₃O₁₂ nanoparticles. The samples were investigated with X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) and ultraviolet visible spectrophotometer (UV–vis). It was found that the as-prepared Bi₄Ti₃O₁₂ nanoparticles had small particle sizes (35 nm), high crystallinity, narrow size distributions and strong light absorption properties not only in the ultraviolet light but also in the visible light region.     

纳米NdCoO3催化高氯酸铵热分解的DSC/TG-MS研究

采用微乳液法制备了立方晶系的NdCoO3纳米晶.利用DSC/TG-MS研究了NdCoO3对AP热分解的催化作用.结果表明,在NdCoO3的催化作用下,AP的热分解反应峰值温度下降了113℃,表观分解反应热从655 J·g-1增加到1 363 J·g-1,分解的气相产物主要有NH3,H2O,O2,HCl,N2O,NO,NO2和Cl2.在金属氧化物表面吸附生成超氧化离子(O2-)和氧离子(O-,O2-),这是加速AP分解反应的主要原因.加入NdCoO3催化AP热分解,由于对氨的氧化深度不同而导致分解放热量的增加.     

微乳液法制备Pt-S2O82-/ZrO2-Al2O3型固体超强酸催化剂及其异构化性能

采用微乳液法负载Pt制备了Pt-S2O82-/ZrO2-Al2O3(Pt-SZA-M)固体超强酸催化剂, 以正戊烷异构化反应为探针, 对比了微乳液法和浸渍法负载Pt制备的催化剂(Pt-SZA)的异构化性能, 并采用XRD, FTIR, BET, TG-DTA, TPR和TEM对催化剂进行了表征. 结果表明, 与Pt-SZA催化剂相比, Pt-SZA-M催化剂中Pt粒子的粒径更小(4.5 nm)且尺寸更均一; Pt-SZA-M催化剂的比表面积(109.6 m2/g)比Pt-SZA催化剂(95.0 m2/g)增加了15.4%. Pt-SZA-M催化剂的初始还原温度比Pt-SZA催化剂降低了10~20℃, 表明微乳液法负载Pt可以提高催化剂的氧化活性, 提高氢分子在催化剂上的吸附解离能力. 异构化活性实验结果表明, 与Pt-SZA催化剂相比, Pt-SZA-M催化剂的低温活性得到明显改善, 在反应压力为2.0 MPa、 氢烃摩尔比为4: 1、 质量空速为1.0 h-1的条件下, Pt-SZA-M催化剂在反应温度为230℃时活性达到60.8%, 在100 h内异戊烷的收率可稳定在58.0%左右, 选择性在95.0%以上.     

混合熔盐法低温合成Sm2Ti2S2O5及其光催化分解水产氢

以TiO2、TiS2及Sm2O3为前驱体,分别加入LiCl-KCl与LiCl-CsCl的最低共熔混合物作为熔盐,在较低温度下成功合成了Sm2Ti2S2O5(STSO)颗粒。通过对比不同温度下所制备产物的X射线衍射图,首次表明STSO的热力学结晶温度在520℃左右,远低于之前报道的650℃的最低合成温度。扫描电子显微镜照片显示,采用2种混合熔盐制备的STSO都呈片状形貌;同一合成温度下,采用LiCl-CsCl熔盐制备的STSO的厚度小于LiCl-KCl所得产物。采用出射光波长大于420 nm的氙灯作为光源,在含有Na2S-Na2SO3空穴牺牲剂的溶液中,所制备的STSO颗粒表现出最高35μmol·h-1的光催化分解水产氢活性以及20 h以上的产氢稳定性。     

Ru(bpy)_3 掺杂的核壳型 Ag@SiO_2 荧光纳米粒子的制备及表征

利用反相微乳液法制备了一种三联吡啶钌掺杂的核壳型Ag@SiO2纳米粒子。利用透射电子显微镜、荧光光谱和紫外-可见光谱等对其进行表征,并对其光稳定性和表面氨基进行了测定,结果表明该纳米粒子单分散性良好,呈规则球状、粒径为(60±5)nm,由于银的金属增强荧光效应,相对没有银核的Ru(bpy)3掺杂的SiO2纳米粒子,其荧光强度增强了2倍,光稳定性也有所提高。     

微乳法制备纳米Ru/NaY催化剂及其催化对苯二酚加氢

采用曲拉通X-100(Triton X-100)/正己醇/正庚烷/RuCl_3·3H_2O水溶液构成微乳液,以水合肼为还原剂,制备了纳米Ru颗粒,再破乳将其负载于NaY分子筛得到M-Ru/NaY催化剂.通过XRD、BET、XPS、SEM、TEM及DSC分析方法对催化剂进行了表征.表征结果表明,M-Ru/NaY催化剂具有金属钌平均粒径小,分布均匀,高度分散等优点.以对苯二酚加氢制1,4-环己二醇为探针反应,对微乳法和传统浸渍法制备的催化剂活性和选择性进行了比较,深入研究了催化剂用量,反应温度,氢气压力对对苯二酚加氢活性的影响及最佳反应时间的确定.实验结果表明,M-Ru/NaY催化剂在反应温度150℃,氢气压力4.0 MPa,m(M-Ru/NaY)∶m(对苯二酚)=0.2∶1,溶剂为异丙醇,此条件下反应30 min,对苯二酚转化率为100%,1,4-环己二醇的选择性高达92.6%.还考察了M-Ru/NaY催化剂的稳定性.最后,探讨了对苯二酚加氢反应路径.     

Sm掺杂对Fe2O3催化剂NH3-SCR反应活性及抗水抗硫性作用

氮氧化物(NO_x)是主要的环境污染物之一,会造成酸雨、光化学烟雾和温室效应等环境问题.氨选择性催化还原(NH₃-SCR)技术是目前控制NO_x排放的最有效技术.其中,Fe₂O₃催化剂因其良好的抗硫性和低廉的成本而受到广泛关注,有望用作NO_x消除催化剂,但是它的低温还原性差、脱硝效率低等缺点限制了其应用.近期研究表明,钐掺杂金属氧化物可以调节其表面酸碱性及氧化还原性,可有效提高氧化物催化剂的脱硝效率和抗水抗硫性能.因此,将铁、钐二者优势结合,为合成一种低温、高效、环境友好型脱硝催化剂提供了可能.本文通过柠檬酸辅助的溶胶凝胶法合成了一系列钐均匀掺杂入Fe₂O₃纳米颗粒的复合氧化物脱硝催化剂,采用X射线光电子能谱(XPS),氢气程序升温还原(H2-TPR),氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)以及原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)等方法研究了钐的掺杂对铁基催化剂脱硝效率和抗水抗硫性的影响,旨在揭示催化剂表面物理化学性质和催化活性之间的关系.通过活性测试发现,钐的掺杂可以使Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂在175?325℃时实现>95%的脱硝效率和>93%的N2选择性.动力学测试研究表明,当基于催化剂的比表面积计算时,Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂的脱硝效率是纯Fe₂O₃催化剂的11倍;基于质量计算时则为37倍.此外,250℃时抗水抗硫测试结果显示,Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂可以在通入200×10^-6SO₂+5 vol%H₂O,空速为90000 h^-1时脱硝效率保持83%达168小时,并且在切断H₂O和SO₂后,该催化剂的脱硝效率可以很快完全恢复.XPS和H2-TPR结果表明,钐的掺杂使Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂的表面产生了大量的表面吸附氧,从而促进了NO的氧化以及快速NH₃-SCR反应的进行.NH₃-TPD与原位DRIFTS结果表明,钐的掺杂增强了催化剂的表面酸性,有效地提高了NH₃的吸附和活化能力,进而提高了催化剂的脱硝效率.另外,钐的掺杂还可以促使NH₄HSO₄在Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂表面较低温度下的分解,从而使催化剂具有很好的抗水抗硫性能.