室温一步固相反应合成纳米氧化锌的表征、光催化性能及动力学

以七水硫酸锌、氢氧化钠为原料,采用室温一步固相反应合成ZnO纳米粒子,并分别利用X射线衍射分析（XRD）、傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）、热重分析（TG）、扫描电子显微分析（SEM）、透射电子显微分析（TEM）、N₂吸附-脱附、紫外可见漫反射光谱分析（UV-Vis DRS）等方法对ZnO纳米粒子进行表征。实验结果表明：不需任何添加剂,室温下可通过一步固相反应合成ZnO纳米粒子,其形成过程首先是ZnSO₄·7H₂O和NaOH充分接触,然后反应形成Zn₄SO₄（OH）₆·5H₂O,最后NaOH的溶解热可使Zn₄SO₄（OH）₆·5H₂O转变为ZnO并逐渐长大形成纳米粒子。同时以甲基橙为降解对象评价了ZnO纳米粒子的光催化活性,实验结果表明：紫外光照射下,该方法合成的ZnO纳米粒子对甲基橙具有较好的光催化活性,且光催化动力学方程符合准一级反应动力学。     

Al-Y共掺杂对ZnO纳米棒形成及光催化活性的影响

以Zn(NO3)2·6H2O,Al(NO3)3·9H2O,Y(NO3)3·6H2O和Na OH为原料,采用溶液法制备了Al-Y共掺杂Zn O光催化剂(Al-Y/Zn O),并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)考察了Al,Y共掺杂对Zn O纳米棒形成及形貌的影响。结果表明,Al-Y共掺杂对Zn O晶粒大小基本没有影响,但会严重抑制Zn O纳米棒的生成,促使碱式硝酸锌(Zn5(OH)8(NO3)2·2H2O)的生成。以甲基橙(MO)为模型污染物考察了Al-Y共掺杂对Zn O纳米棒光催化活性的影响。结果发现,适量的Al-Y共掺杂会显著提高Zn O纳米棒的光催化活性。     

固相配位化学反应研究 ⅩⅩⅩⅩⅩⅢ.一步法室温(准室温)固相化学反应合成8-羟基喹啉的Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)配合物

本文研究了Go(OAc)_2·4H_2O、Ni(OAc)_2·4H_2O、Cu(OAC)_2·H_2O、Zn(OAc)_2·2H_2O与8-羟基喹啉在室温(准室温≤40℃)条件下的固-固相化学反应.讨论了反应物结构对固相反应的影响.通过固相反应一步合成了相应的配合物Co(oxin)_2·2H_2O、Ni(oxin)_2·2H_2O、Gu(oxin)_2、Zn(oxin)_2·H_2O.经失重测定,元素析,IR,XRD,DTA测定,确定了固相产物的组成.与液相合成方法比较,固相反应合成配合物不用溶剂,产率较高等优点.     

球形和花形ZnO纳米结构的可控制备及其光催化机理

报道了一种简单的制备球形和花形ZnO纳米结构的无模板水热法。在Zn(NO_3)_2·6H_2O与NH_3·H_2O的体系中,通过改变乙二醇和水的体积比,140℃水热反应2 h分别制备出球形和花形ZnO纳米结构。采用SEM、XRD、UV-Vis DRS和PL对其进行了表征和分析,结果表明球形ZnO纳米结构的直径为500 nm~1μm,它是由纳米颗粒自组装而成;花形ZnO纳米结构是由长度为300~700 nm,直径为100~300 nm的纳米棒组装而成。研究了乙二醇在球形和花形ZnO纳米结构形成过程中的作用并提出了可能的生长机理。室温下分别以球形和花形ZnO纳米结构为光催化剂,以偶氮染料甲基橙MO作为光催化研究对象,紫外光照2 h,对MO的降解率分别为83%和55%。以叔丁醇(t-Butanol)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为自由基和空穴的捕获剂,推测其催化机理主要为空穴氧化和自由基协同氧化历程。     

纳米-微米铁修饰的维氏体氨合成催化剂（英文）

我们以商业预还原的维氏体(Fe_(1-x)O)氨合成催化剂为载体,采用Fe(NO)_3·9H_2O和H_2C_2O_4·2H_2O进行原位室温固相反应制备纳米铁或微米铁修饰的铁基氨合成催化剂,并通过XRD、SEM、TG-DTG、H_2-TPR等进行了表征.结果表明:Fe(NO)_3·9H_2O和H_2C_2O_4·2H_2O室温固相反应完全生成产物Fe_2(C_2O_4)_3·5H_2O,且产物分散于载体维氏体催化剂表面.通过纳米铁-微米铁的修饰,催化剂的氨合成活性有很大提高且稳定性好.催化剂活性随着Fe负载量的增加先增加后降低,负载量5%时催化活性最好,反应器出口氨浓由450℃(12.4%)、425℃(11.0%)、400℃(9.4%)分别提升至450℃(15.6%)、425℃(14.8%)、400℃(13%).通过一步简单的修饰,维氏体催化剂的氨合成活性提高约25%~38%.由于焙烧和还原,生成的Fe_(1-x)O或铁粒子与铁催化剂表面发生强相互作用,因此,反应过程中纳米铁或微米铁粒子能稳定存在,催化剂有较高的稳定性.     

氟铌酸钾的低温固相法合成及其对甲基橙的光催化降解性能

以草酸铌、草酸钾和氟化钾为原料,采用改进的固相法在较低温度(600℃)下合成了层状K2NbO3F;测定了其对甲基橙光催化降解的催化作用,并基于紫外-可见漫反射光谱分析和X射线衍射分析初步探讨了甲基橙在自然光照条件下的光催化反应过程及降解机理.结果表明,合成的K2NbO3F与微量H2O2作用后,在自然光照条件下几乎可以使甲基橙染料完全降解;当反应温度为45℃,催化剂投加量为1g/L,H2O2用量为0.33%(体积分数)时,2h内可将初始浓度为15mg/L的甲基橙溶液几乎完全降解.就甲基橙的光催化降解机理而言,·OH自由基在其降解过程中起重要作用.     

球磨辅助固相法制备纳米Co_3O_4及光催化性能研究

本文以六水氯化钴(CoCl_2·6H_2O)和碳酸氢铵(NH_4HCO_3)为原料,采用球磨辅助固相法制备纳米四氧化三钴(Co_3O_4),并对前驱体和产品Co_3O_4进行了热重、红外光谱、X射线衍射、比表面、扫描电镜和紫外-可见吸收光谱等表征。以甲基橙为模拟污染物,考察了Co_3O_4的光催化性能,甲基橙溶液p H值对其脱色性能的影响及催化剂的稳定性。结果表明:球磨辅助对纳米Co_3O_4的比表面参数、形貌、晶粒大小及光催化性能有显著影响。对球磨辅助固相法制备的Co_3O_4光催化性能提高的原因进行了初步讨论。     

不同表面形貌Cu2O空心球的制备及光催化性能

采用一步溶剂热法,以Cu(NO_3)_2·3H_2O为铜源,乙二醇(EG)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,高温条件下制备形貌可控的Cu_2O空心球纳米材料。研究Cu(NO_3)_2·3H_2O与PVP的质量比值(w_(Cu(NO_3)_2·3H_2O)/w_(PVP))对Cu2O结构、形貌、比表面积以及光吸收特性的影响,并结合光催化机理讨论其对Cu_2O光催化性能的影响。此外,通过改变反应时间来研究Cu_2O的生长过程。结果表明,w_(Cu(NO_3)_2·3H_2O)/w_(PVP)=45时,得到的形貌为空心球表面覆盖纳米刺的Cu_2O纳米材料光催化性能最佳,在可见光辐照10 min的条件下,对甲基橙的降解率达94.3%。     

纳米SnO2／ZnO复合氧化物的制备及制备条件对光催化性能的影响

以SnCl4·5H2O、ZnSO4·7H2O、NH3·H2O为原料,采用共沉淀法制备出纳米SnO2/ZnO复合光催化剂,以降解甲基橙为模型反应,考察了不同条件制备的复合氧化物的光催化活性,并用TEM、XRD测试手段对其进行了表征。结果表明,ZnO复合SnO2后,光催化活性明显提高,但是焙烧温度超过900℃后,其光催化活性又大大降低。     

助剂前体ZnSO_4浓度对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响

共沉淀法制备了Ru-Zn催化剂,在ZrO_2作分散剂下考察了助剂前体ZnSO_4浓度对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响.并用X-射线衍射(XRD)、X-射线荧光光谱(XRF)、N_2-物理吸附、透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征.结果表明,当ZnSO_4前体浓度低于0.10 mol/L时,Ru-Zn催化剂中Zn以ZnO形式存在,在加氢过程中ZnO可以与反应修饰剂ZnSO_4反应生成(Zn( OH)_2)_3(ZnSO_4)(H_2O)_3盐.继续增加ZnSO_4前体浓度,催化剂中Zn以ZnO和NaZn_4(SO_4)(Cl)(OH)_6·6H_2O盐存在,在加氢过程中ZnO和NaZn_4(SO_4)(Cl)(OH)_6·6H_2O盐可以与反应修饰剂ZnSO_4反应生成(Zn( OH)_2)_3(ZnSO_4)(H_2O)_5.(Zn( OH)_2)_3(ZnSO_4)(H_2O)_x(x=3或5)盐的Zn~(2+)可以转移金属Ru的部分电子.因此,随ZnSO_4前体浓度的增加,(Zn( OH)_2)_3(ZnSO_4)(H_2O)_x的量逐渐增加,金属Ru失电子越多,催化剂活性越低,环己烯选择性越高.0.08 mol/L ZnSO_4前体制备Ru-Zn催化剂给出了59.1%的环己烯收率,而且该催化剂具有良好的重复使用性能和稳定性.     

反应介质对ZnO粉体材料结构、吸附及光催化性能的影响

以Zn(NO_3)_2·6H_2O和Na OH为原料,分别以无机溶剂(水)和有机溶剂(无水乙醇和乙酰丙酮的混合物)为反应介质,采用无机相碱沉淀法和有机相溶胶法,制备了两种ZnO粉体材料样品ZnO-1和ZnO-2。用X-射线衍射和扫描电镜对所制备的材料进行了结构与形貌表征,发现不同制备方法所得样品均为六方晶系纤锌矿结构,但材料的形貌有显著差异:无机相碱沉淀法制备的ZnO-1为鹅卵石状晶体,有机相溶胶法制备的ZnO-2为棒状晶体。测定了两种ZnO粉体材料对水溶液中甲基橙的吸附等温线,结果表明,ZnO-2对甲基橙的最大吸附容量达到38.9mg/g,而ZnO-1为28.8mg/g。测试了材料的光催化性能,结果表明,当甲基橙溶液初始浓度为20mg/L、ZnO样品的投加量为1g/L时,经300W高压汞灯照射3h后,ZnO-2棒状晶体对甲基橙溶液的降解率可达78.4%,所制备的材料重复使用4次均保持较高的催化活性。     

固相配位化学反应研究 ⅩⅩⅩⅩⅩⅡ.室温固-固相化学反应合成氨基酸铜配合物

本文报道室温固-固相化学反应一步法合成氨基酸铜配合物.trans-Cu(Gly)_2·H_2O、cis-Cu(Gly)_2·H_2O、trans-Cu(DL-Ala)_2、trans-Cu(DL-Ala)_2·H_2O、trans-Cu(DL-Val)和trans-Cu(DL-Leu)_2,经元素分析、IR、XRD、DTA测定,确定了配合物的组成及几何构型.并初步讨论了室温固相反应合成机理.     

铜纳米粒子的制备及其对环境污染物的催化降解

本文以CuCl_2·2H_2O为铜源,在室温下合成了新的铜纳米粒子,并用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电镜(FESEM)以及透射电子显微镜(TEM)对合成的产物进行分析和表征。研究发现在合成的过程中氨水和苯酚的加入对铜纳米粒子的形成具有一定的保护作用,使合成的铜纳米粒子不易被氧化;同时探究了铜纳米粒子作为催化剂降解环境中的有机污染物,如对硝基苯酚(4-NP)、罗丹明B(Rh B)、亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO),和不同反应温度下催化剂对降解环境污染物的影响。运用朗伯比尔定律和准一级动力学公式计算不同温度下的降解速率及反应速率常数,结果显示合成的铜纳米粒子具有很好的催化性能。     

氧化锌纳米棒的水热合成及其光催化性能

以分析纯ZnO作为锌源、NaOH为矿化剂、盐酸为反应溶液pH调节剂,利用水热反应制备了花状ZnO纳米棒;采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了产物的形貌和结构,考察了水热温度以及Zn2+和OH-浓度比对产物形貌的影响;以甲基橙为目标降解物,采用紫外-可见分光光度计研究了ZnO纳米棒的光催化性能.结果表明,在水热反应温度80℃、Zn2+/OH-浓度比1∶7.5条件下所得ZnO纳米棒呈花状聚合,直径约为200nm,长度约为2μm,具有六方纤锌矿结构.当甲基橙初始浓度为30 mg.L-1、ZnO纳米棒的投放量为1.5g.L-1时,以300W紫外灯照射150min,甲基橙的降解率可达90%.     

Keggin结构纳米硅钨酸铵的室温固相合成与物性

首次以H4SiW12O40 * 22H2O和(NH4)2C2O4 * H2O为原料,室温固相反应合成出(NH4)4SiW12O40纳米微粒;用元素分析、 FTIR确定产物的组成和结构; XRD、 TEM和BET对产物的形貌、晶粒尺寸和比表面积进行了表征; TG-DTA确定了产物的稳定温区.结果表明,产物为纳米粒子,平均粒径为60 nm,比表面积为108.7 m2/g,在430℃以下具有良好的热稳定性.在固相反应中,研磨和放热反应热效应能加快反应物扩散速率和生成物成核速率,使产物粒径减小;反应物含有结晶水和生成物H2C2O4 * 2H2O,对形成小粒径的(NH4)4SiW12O40纳米粒子起关键作用.     

固相配位化学反应研究 53: 一步法室温(准室温)固相化学反应合成8-羟基喹啉的Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Zn(II)配合物

本文研究了Cu(OAc)2.4H2O、Ni(OAc)2.4H2O、Cu(OAc)2.H2O、Zn(OAc)2.2H2O与8-羟基喹啉在室温(准室温≤40℃)条件下的固-固相化学反应。讨论了反应物结构对固相反应的影响。通过固相反应一步合成了相应的配合物Co(oxin)2.2H2O、Ni(oxin)2.2H2O、Cu(oxin)2、Zn(oxin)2.H2O。经失重测定, 元素分析, IR, XRD,DTA测定, 确定了固相产物的组成。与液相合成方法比较, 固相反应合成配合物不用溶液, 产率较高等优点。     

纳米(NH4)3PMo6W6O40的室温固相合成及形成机理

以H3PMo6W6O40•23H2O和(NH4)2C2O4•H2O为原料，采用室温固相反应合成出(NH4)3PMo6W6O40•6H2O产物，用元素分析、IR、UV-Vis、XRD、TEM、TG-DTA、BET等手段确定其组成、结构和性能.结果表明，产物为纳米粒子，平均粒径为10 nm.纳米粒子保持着杂多阴离子的Keggin特征结构，比表面积为167.6 m2•g－1，且在465 ℃以下具有良好的热稳定性.反应中反应热能、结晶水和生成物H2C2O4•2H2O对形成小粒径的(NH4)3PMo6W6O40纳米粒子起关键作用.     

高比表面空心球状ZnO/ZnAl2O4复合光催化剂制备及活性

以葡萄糖为模板,聚乙二醇(PEG-4000)为分散剂通过一步水热法所得前驱体,经500℃焙烧4 h得到ZnO/ZnAl2O4产物。并用XRD、SEM、TEM、BET、TG/DTA和UV-Vis DRS等技术对样品进行表征。结果表明产物为空心球状ZnO/ZnAl2O4复合光催化剂,比表面积高达158.3 m2.g-1。在模拟太阳光照射下,以甲基橙溶液的光催化降解考察样品的光催化活性,研究了焙烧温度、pH值和PEG加入量对样品光催化活性的影响。结果表明,当pH=9,PEG加入量为10%(以反应理论得到的前驱体ZnO/ZnAl2O4的质量来衡量)时,光催化活性最佳,光照60 min后,0.5 g.L-1光催化剂用量对甲基橙的脱色率达98.7%,与TiO2 Degussa P-25进行比较,相同条件下对甲基橙的脱色率提高了7.7%。     

纳米ZnO光催化降解甲基橙研究

以ZnSO4.7H2O和Na2CO3为原料,采用沉淀法制备纳米ZnO粉体。以甲基橙为研究对象,高压汞灯(主波长365nm)为光源,研究了催化剂用量、甲基橙初始浓度、光强度、电解质(Cl-、SO42-、NO3-)及pH值等对甲基橙降解率的影响。     

纳米片状ZnO的室温制备及其胶状前体的稳定性分析

以醋酸锌和氢氧化钠为原料,采用室温直接沉淀法得到了ZnO的前体胶状醋酸锌碱式盐,通过控制pH值,在室温下分别制备了碱式盐Zn5(OH)8(Ac)2·2H2O和六方晶系纤锌矿ZnO,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱(EDS)等测试技术对产物进行表征。 结果表明,采用直接沉淀法在pH值为7的环境下得到了具有{n{[Zn5(OH)8(H2O)2]2+}·(2n-x)Ac-}x+·xAc-胶团结构的稳定胶体体系,室温下干燥后的产物的成分为碱式盐Zn5(OH)8(Ac)2·2H2O;而在pH值为14时,胶状前体发生聚沉生成白色沉淀,室温干燥后得到纳米片状ZnO。 还考察了pH值对胶状前体稳定性的影响,并探讨了ZnO的生成机理。