氧化锰八面体分子筛纳米棒的合成及其催化甲醛低温氧化性能

 Uniform manganese oxide octahedral molecular sieve (OMS-2) nanorods were synthesized by adding a small quantity of K2S2O8 to the solution containing MnSO4·H2O and KMnO4, and used for complete oxidation of formaldehyde. According to the results of N2 adsorption and X-ray diffraction, the material is a manganese oxide octahedral molecular sieve with the cryptomelane type structure. TEM observation shows that the diameters of the nanorods range from 15 to 25 nm, and the lengths are 300～400 nm. Complete conversion of HCHO to CO2 and H2O can be achieved at 353 K over OMS-2, and the same conversion is obtained at 373 K on the MnOx powder under the same conditions, which demonstrates that the catalytic activity is closely related to the morphology of the catalysts.     

钯/掺杂锰氧八面体分子筛催化一步合成碳酸二苯酯

采用浸渍法制备出Ce3＋, Cu2＋, Pb2＋, Ag＋, Fe3＋掺杂锰氧八面体分子筛, 负载钯后用于一步氧化羰基化合成碳酸
二苯酯(DPC)反应. Pd/Cu-OMS-2 催化活性最高, DPC 收率为12.1%. 通过X 射线衍射(XRD), 扫描电镜(SEM), 氮气吸
附(BET)和X 射线光电子能谱(XPS)对催化剂样品进行了表征. 表征结果表明, 不同金属离子掺杂后, 催化剂的晶型仍
保持隐钾锰矿结构. 从电位滴定测试数据来看, 杂质离子引入后, 锰的平均氧化态增加. 在催化反应过程中, Mn4＋/
Mn2＋和Pd2＋/Pd0 构成了氧化还原循环链, Mn3＋的存在可以补充反应过程中消耗掉的Mn4＋. XPS 分析了晶体中氧物种的
存在形式, 化学吸附氧/(晶格氧＋化学吸附氧)的比值越高, 催化活性越好.     

锰八面体分子筛的合成、表征及其对二甲醚燃烧的催化性能

以高锰酸钾和马来酸为原料,以聚乙二醇单甲醚(MPEG)为模板剂,采用溶胶凝胶法合成了锰八面体分子筛(OMS-2),并将其用于二甲醚的催化燃烧反应.XRD,FT-IR和UV-Vis结果表明,合成的材料为隐钾锰矿型的锰氧化物.TEM结果表明合成的材料具有棒状的外形结构,其中MPEG起模板导向剂的作用.O2-TPD和H2-TPR结果表明合成的OMS-2材料容易还原,富有晶格氧.OMS-2材料在二甲醚催化燃烧中表现出优异的催化性能,能够在较低的温度下将二甲醚完全转化为CO2和H2O,晶格氧在该反应中起非常重要的作用.     

掺Ag对氧化锰八面体分子筛催化CO氧化性能的影响

采用回流法在酸性介质中合成了掺杂贵金属Ag的氧化锰八面体分子筛(OMS-2).利用X射线衍射、低温N2吸附、透射电子显微镜及程序升温脱附(TPD)等技术对固体材料的结构进行了表征,考察了材料对CO氧化反应的催化性能,以及Ag的掺杂对该反应的影响.结果表明,合成的OMS-2材料属于cryptomelane一维隧道结构,适量Ag的掺杂使分子筛的有序性得到改善,孔径更均一.Ag的加入还能明显提高催化剂的反应活性.O2-TPD和CO-TPD实验表明,Ag的引入使材料对CO的吸附性能及晶格氧的扩散能力得到显著增强,这是提高催化剂对CO氧化催化能力的主要原因.     

堇青石蜂窝陶瓷负载锰氧化物催化分解臭氧性能

为了提高臭氧分解催化剂的实际应用能力,通过采用过渡金属锰氧化物为原料与铝胶混合涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体表面,制备了不同锰氧化物负载的整体式催化剂。 然后在常温常压下考察了整体式催化剂分解臭氧的性能。 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱仪(XPS)、BET比表面积法和程序升温还原技术(H₂-TPR)对催化剂进行了表征。 研究结果表明,不同锰氧化物催化剂的活性按以下顺序排列:氧化锰八面体分子筛(OMS-2)＞MnO₂＞Mn₂O₃＞Mn₃O₄＞MnO。 相比其它锰氧化物,OMS-2负载的整体式催化剂对臭氧的反应活性最高,这可能归因于OMS-2具有较大的比表面积和较好的还原性能,从而有利于表面氧空位的生成和参与臭氧分解反应。 研究结果为提高堇青石蜂窝陶瓷负载型整体式催化剂应用于臭氧分解的性能提供了理论依据。     

ZnO微晶的水热合成及形貌控制研究

以Zn(NH3)4(Ac)2为前驱体,不加任何模板剂和表面活性剂,低温下通过改变反应条件(如前驱体浓度、反应时间及反应温度),实现了对ZnO微晶形貌和尺度的有效控制.所得花状、蜂窝状、柱状ZnO用X射线衍射仪和扫描电镜进行了鉴定和表征,并初步探讨了不同形貌ZnO微晶的生长机理.     

CO在Ag掺杂的氧化锰八面体分子筛上吸附的TAP研究

利用产物瞬时分析反应器中进行的单脉冲实验, 考察了393～493 K温度范围内CO在Ag掺杂的氧化锰八面体分子筛上的吸附行为. 实验表明: CO在催化剂表面发生化学吸附, 并与晶格氧反应生成CO₂. 通过对该过程反应物及产物脉冲响应曲线的模拟, 得到了各基元反应的动力学参数. CO和CO₂在该催化剂表面的脱附活化能分别为83和31 kJ/mol, CO与晶格氧的反应活化能为116 kJ/mol.     

OMS-2 的制备及其负载 PdO 对 CO 氧化的催化活性

 以 MnSO4 和 KMnO4 为前驱体, 采用回流法在酸性介质中合成了氧化锰八面体分子筛 (OMS-2). 以 OMS-2 为载体采用浸渍法制备了 PdO/OMS-2 催化剂, 并对催化剂进行了表征和 CO 氧化活性测试. 结果表明, OMS-2 为纳米棒结构, 是典型的隐钾锰矿 (cryptomelane) 结构. 当 PdO 负载量 ≤ 1.0% 时, PdO 以高分散的形式存在, 而更高负载量时形成 PdO 晶相. 当 PdO 负载量为 2.5% 时, PdO/OMS-2 催化剂上 CO 氧化反应活性最高, CO 完全转化温度为 80 oC. 催化剂中高分散的 PdO 和高价态的 Pd 物种是反应的活性中心.     

Shape-controlled synthesis of metal nanostructures: the case of silver

The concept of shape-controlled synthesis is discussed by investigating the growth mechanisms for silver nanocubes, nanowires, and nanospheres produced through a polymer-mediated polyol process. Experimental parameters, such as the concentration of AgNO(3) (the precursor to silver), the molar ratio between poly(vinylpyrrolidone) (PVP, the capping agent) and AgNO(3), and the strength of chemical interaction between PVP and various crystallographic planes of silver, were found to determine the crystallinity of seeds (e.g., single crystal versus decahedral multiply twinned particles). In turn, the crystallinity of a seed and the extent of the PVP coverage on the seed were both instrumental in controlling the morphology of final product. The ability to generate silver nanostructures with well-defined morphologies provides a great opportunity to experimentally and systematically study the relationship between their properties and geometric shapes.     

不同晶型和形貌MnO2纳米材料的可控制备

以KMnO4为锰源, 采用水热技术在180 ℃条件下于不同种类酸溶液中可控制备了α-, β-, δ-MnO2, 系统研究了 K＋, H＋及阴离子对制备产物MnO2晶型和形貌的影响. 研究结果表明, K＋与H＋在反应体系中对于制备产物晶相的生成形成竞争性影响, 其量的大小对制备产物晶型具有控制作用, 高浓度K＋离子有助于生成α-MnO2, 而高浓度的H＋有利于生成β-MnO2; 阴离子的种类和浓度对制备产物MnO2的晶型和形貌无显著影响. 在对制备产物进行XRD, SEM和元素分析的基础上, 提出了不同晶型和形貌MnO2的可能形成机理.     

In Situ Synthesis of Manganese Oxide as an Oxygen-Evolving Catalyst: A New Strategy

All studies on oxygen-evolution reaction by Mn oxides in the presence of cerium(IV) ammonium nitrate (CAN) have been so far carried out by synthesizing Mn oxides in the first step. And then, followed by the investigation of the Mn oxides in the presence of oxidants for oxygen-evolution reaction (OER). This paper presents a case study of a new and promising strategy for in situ catalyst synthesis by the adding Mn^II to either CAN or KMnO₄/CAN solution, resulting in the formation of Mn-based catalysts for OER. The catalysts were characterized by scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray absorption spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. Both compounds contained nano-sized particles that catalyzed OER in the presence of CAN. The turnover frequencies for both catalysts were 0.02 (mmol /mol_Mn⋅s).     

Birnessite和Cryptomelane型氧化锰的可控合成及其催化性能

以葡萄糖和高锰酸钾为原料,采用溶胶-凝胶法合成了birnessite(K_(1.35)MnO_2,简写为Bir)和cryptomelane(K_(0.27)MnO_2,简写为Cry)型氧化锰;采用X射线衍射、原子吸收光谱等考察了凝胶处理方法、反应物浓度比、焙烧温度和反应时间等对氧化锰晶型的影响.结果表明,采用不同方法处理凝胶可实现对Bir和Cry型氧化锰的可控合成.以不同的处理方法,葡萄糖和高锰酸钾的浓度比为O.74,反应20s制成凝胶,并在400℃焙烧2h,可分别制取高结晶度和高纯度的Bir和Cry型氧化锰.Bir和Cry型氧化锰在二甲醚燃烧反应中表现出优异的催化性能,且Cry型氧化锰的催化活性更高.     

锰氧八面体分子筛室温同时去除甲醛和臭氧的性能研究

通过回流法、无溶剂法及水热法合成了3种锰氧八面体分子筛催化剂（OMS-2）,并对其室温同时去除甲醛和臭氧的反应活性进行了研究.结果表明无溶剂法制备的锰氧八面体分子筛（OMS-2-S）具有最高的甲醛转化率,且水气的加入对3种OMS-2催化剂的二氧化碳产率均具有明显的促进作用.并通过XRD、SEM和XPS等技术对催化剂进行表征,考察了催化剂物理化学性质对其催化活性的影响.从表征结果可得,较强的吸附能力、丰富的氧空位及较强的氧物种移动性是OMS-2-S催化剂活性较高的原因.     

前驱体水解对纳米铂形状控制合成的影响

以聚丙烯酸钠(NaPA: M_w ≈ 2100)为保护剂，对比研究了H_2还原K_2PtCl_4 和K_2PtCl_6水溶液制备纳米铂晶粒的形状选择性，揭示了前驱体的水解对纳米铂 晶粒的形状控制合成具有显著影响。文献中通常采用的合成立方形状纳米铂的 K_2PtCl_4前驱体在水溶液中不稳定，避光静置一周会析出黑色沉淀。这种不稳定 性导致了以K_2PtCl_4为Pt前驱体的合成结果难以重复。相比而言，避光静墨的 K_2PtCl_6水溶液很稳定，以它为前驱体合成的纳米铂通常为削角八面体。 K_2PtCl_6水溶液暴露于室内光线中会出现[PtCl_6]~(-2)的光致水解。当[PtCl_6] ~(2-)的紫外特征吸收峰(260nm)由于光致水解完全消失后，以聚丙烯酸钠为保护剂 ，通过H_2还原可以有选择性地(约80%)合成由{100}晶面包裹的立方体形状的纳米 铂。     

二氧化钛柱撑层状氧化锰微孔材料的合成及表征

Na型层状锰氧化物于0.1 mol/L HCl 溶液中离子交换制得前驱体H型层状锰氧化物. H型层状锰氧化物在十二胺乙醇溶液中反应得到层间距为2.62 nm的中间产物——十二胺插入的层状锰氧化物, 该中间产物在异丙醇钛和乙醇的混合溶液中溶剂热处理得到层间距为1.24 nm的钛酸柱撑层状锰氧化物. 在300 ℃条件下经2 h焙烧得到二氧化钛铸型氧化锰微孔材料. 应用XRD, DSC-TGA, SEM, TEM, IR, 氮气吸附实验及元素分析进行了不同阶段所得试样的分析表征. 结果表明十二胺分子在锰氧层间的最大插入量为2.2 mmol/g, 异丙醇钛分子的置换插入生成了组成为Mn_7.00Ti_1.74O_23.3(C₁₂H₂₅NH₂)_0.52•1.93H₂O的铸型层状锰氧化物. 300 ℃焙烧处理所得二氧化钛铸型氧化锰微孔材料的比表面积为140 m²/g.     

Chemical Approach to a New Crystal Structure: Phase Control of Manganese Oxide on a Carbon Sphere Template

The stabilization and growth of a non‐native structure, hexagonal wurtzite MnO (h‐MnO), is explored via kinetic control of manganese precursor on a carbon sphere template. MnO is most stable in the cubic rock‐salt structure (c‐MnO), and a number of studies have focused on the synthesis and properties of this rock‐salt phase. However, h‐MnO has not been fully characterized before our work. Prolonged heating at a relatively low temperature yields c‐MnO, whereas rapid heating of the reaction mixture at reflux produces h‐MnO in the presence of carbon spheres. The effect of benzyl amine concentration on the formation of two different oxidation states (c‐MnO and t‐Mn₃O₄) was examined as well. Moreover, the structural stability of the manganese oxides and phase transition of MnO in terms of the wurtzite to rock‐salt structural transformation have been investigated.     

二十元环超大孔磷酸亚磷酸锌锰的合成与结构

本文以1,3-环己二甲胺[1,3-Cyclohexanebis(methylamine), CHBMA]为模板剂, 采用水热法合成了微孔磷酸亚磷酸锌锰 [H2CHBMA][Zn1.5Mn(HPO3)2(PO4)]·H2O(命名为TJPU-3Mn), 单晶结构解析显示该化合物为首个与超大孔磷酸铝JDF-20具有相同拓扑结构的微孔晶体, 沿c方向具有二十元环超大孔道, 孔道中的CHBMA分子均为顺式构象, 有望用于分离和识别CHBMA异构体.     

Synthesis and Crystal Structure of a Novel Manganese Coordination Polymer Constructed by 3,5-Dimethylbenzoic Acid with 4,4'-Bipyridine

1 INTRODUCTION There has been extensive interest in manganese complexes containing carboxylate ligands due to the richness in structural chemistry and potential appli- cations in catalysis[1～6], for example, some highly efficient manganese catalysis mimics[7, 8]. Further- more, 4,4?-bipy is an excellent bridging ligand, and so far a number of one-, two- and three-dimensional infinite metal-4,4?-bipy frameworks have already been generated[9, 10]. However, of the above-mentio- ned framework…