H3PMo12O40/MOF-808复合材料制备及其吸附性能研究

以Keggin型磷钼酸、1,3,5-均苯三甲酸和八水氯氧化锆为原料,通过一步原位溶剂热制备了复合型吸附剂,通过XRD、SEM、FT-IR和TGA等表征手段说明,将亲水性杂多酸固定在MOF-808金属有机骨架基体上,对水溶液中亚甲基蓝溶液的吸附能力得以提升。动力学实验表明,H₃PMo₁₂O₄₀/MOF-808对亚甲基蓝的吸附符合准二级动力学模型,吸附等温线遵循Langmuir等温线模型,表明MB均匀吸附在H₃PMo₁₂O₄₀/MOF-808表面。根据Langmuir模型,在pH值为8,T=303K,吸附剂吸附性能最好。热力学研究表明,吸附过程是一个自发的放热反应。此外,H₃PMo₁₂O₄₀/MOF-808在五个连续循环实验中从其水溶液中吸附MB分子,表现出较好地可重复使用性。     

多金属氧酸盐/TiO2介孔杂化材料的合成及光催化性能研究

采用蒸发诱导自组装法合成了介孔TiO2,并将表面含有Si-OH基团的钨磷酸盐衍生物(Bu4N)3PW11O39-[O(SiOH)2](TBAPW11Si2)嫁接到乙醇回流脱模的介孔TiO2上,合成了TBAPW11Si2/TiO2介孔杂化材料.采用IR、XRD、N2吸附-脱附、TEM、ICP-AES对样品的结构和组成进行了表征.结果表明,TBAPW11Si2与TiO2之间的共价键联是通过表面Si-OH和Ti-OH间的缩合进行的;TiO2表面足够的Ti-OH基团和一定温度的焙烧是这一缩合的必要条件.与TiO2载体相比,嫁接了TBAPW11Si2的杂化样品,锐钛矿相的结晶度略有增加;但表面积、孔容和孔径均有所减小,且随TBAPW11Si2负载量的增加而降低.光催化降解甲基橙的结果显示,杂化样品表现出比载体TiO2高得多的催化活性,甚至与高结晶度的商品光催化剂P25相当,显示出多金属氧酸盐-TiO2协同作用的优越性.     

采用溶胶-凝胶-溶剂热路径合成H3PW12O40/TiO2和H4SiW12O40/TiO2 及其光催化降解二硝基甲苯

以非离子表面活性剂P123为结构导向剂,采用溶胶-凝胶与溶解热相结合方法,制备了两类介孔材料H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂和H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂,并对其进行了表征.?X射线粉末衍射和拉曼光谱分析表明,所制催化剂为锐钛矿晶型,体系中H₃PW₁₂O₄₀和H₄SiW₁₂O₄₀的Keggin结构经400?℃焙烧后仍保持完整.?H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂和H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂的平均粒径分别为15.49和7.75?nm.?N₂吸附-脱附和扫描电镜结果表明,P123的加入使催化剂的粒径减小,比表面积和孔体积明显增大,其中H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂和H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂的比表面积分别高达252.2和250.0?m²/g.?紫外漫反射吸收光谱表明,与纯TiO₂相比,复合催化剂的吸收光谱发生了明显的红移,且吸收强度明显增大.?催化剂对DNT降解实验表明,在最佳操作条件下降解率可高达95%.?     

奎宁-杂多酸杂化催化剂催化H2O2为氧源的苯羟基化反应

将奎宁与Keggin结构磷钼钒杂多酸结合制备出一种新颖的多相苯羟基化杂化催化剂, 采用傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重、N₂吸附-脱附和CHN元素分析等表征手段对催化剂进行了分析. 结果表明, 该催化剂是一种具有较高比表面积和孔体积的半无定形有机杂多酸盐. 在H₂O₂为氧源的苯羟基化反应中, 杂化催化剂引导了液-固两相催化体系, 表现出较高催化活性和重复使用稳定性. 催化剂中奎宁与杂多阴离子间的氢键和电子相互作用赋予了其高熔点和难溶性, 而高比表面积和因奎宁而改善的杂多阴离子的氧化还原性是其获得优异催化性能的主要原因. 这为多相苯羟基化反应提供了一种新的且制备便捷的基于多金属氧酸盐的高效催化剂.     

多金属氧酸盐/介孔分子筛杂化材料的制备与表征

采用嵌段共聚物模板P123和缺位Keggin结构的多金属氧酸盐K₈SiW₁₁O₃₉•12H₂O, 由溶胶-凝胶法合成了具有类六方结构的SiW₁₁/SBA-15杂化介孔分子筛材料, 并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外漫反射光谱(UV/DRS)、电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)、低温N₂吸附、透射电子显微镜(TEM)等手段对其进行了表征. 结果表明, 杂化材料中不仅规整均一的类六方介孔结构得以保持, 而且多金属氧酸盐的Keggin单元保留完整(含量达25%左右), 并共价键联于介孔材料的孔道内部. 稳定性实验表明, 杂化材料中多金属氧酸盐在水中的流失率远低于一般浸渍法制备的样品.     

共价键联的PW11/TiO2介孔杂化材料的合成及其光催化性能

采用二次嫁接的方法,将Keggin结构的缺位钨磷酸盐PW11嫁接到介孔TiO2的表面,得到PW11/TiO2杂化样品。采用IR、低温N2吸附、XRD、TEM和ICP-AES等对样品的结构、PW11负载量以及键联机理进行了表征和研究,对样品光催化降解甲基橙的性能进行了考察。 结果显示,用蒸发诱导自组装法合成的TiO2,焙烧前结构松散,可部分水解并与PW11反应,生成PW11Ti物种,后者与TiO2骨架缩合,从而实现PW11的键联嫁接。 与纯TiO2相比,杂化样品中锐钛矿相的结晶度稍有降低,孔径、孔容减小,但是对甲基橙的光催化降解活性却明显增加,显然这是PW11和TiO2间发生了“协同效应”所致。     

介孔Al2O3负载PdO催化甲烷燃烧反应性能

采用浸渍法制备了介孔Al2O3(M-Al2O3)负载PdO催化剂,考察了其催化CH4燃烧反应性能.结果表明,以M-Al2O3为载体的PdO催化剂活性比普通Al2O3载体高得多,这很可能与M-Al2O3的孔道结构对PdO物种的限域作用有关.随着PdO/M-Al2O3催化剂焙烧温度的升高,甲烷催化燃烧活性先增加后降低,其中700oC焙烧的催化剂活性最高,400oC反应时CH4转化率为91%.此时Pd物种主要以PdO颗粒形式高度分散在载体的介孔孔道内,而高温焙烧时,Pd物种主要以Pd和PdO的混合晶相存在.尽管900oC焙烧制得的催化剂上CH4的转化率降低,但TOF值最大,这可能与该催化剂中同时存在金属Pd和PdO有关.     

咪唑基介孔有机硅材料固载磷钼酸催化剂的制备及烯烃环氧化性能

以含有咪唑阳离子的周期性介孔有机硅（PMO-ILs）材料为载体,制备了一类固载化磷钼酸（PMA）多相催化材料（PMA@PMO-ILs）,并采用N₂吸附-脱附实验、X射线衍射、原子吸收光谱、差热-热重分析、红外光谱、紫外光谱及固体核磁共振技术研究了材料的结构及物理化学性质. 结果表明,磷钼酸通过静电相互作用被成功固载到PMO-ILs载体表面和孔道中,且在制备过程中磷钼酸及载体基本结构均未发生变化. 反应结果表明,PMA@PMO-ILs材料在以叔丁基过氧化氢为氧化剂的环辛烯环氧化反应中表现出一定的催化活性和很高的选择性. 中断实验结果表明,催化剂的主要活性中心在反应过程中未发生明显流失,且催化剂经多次循环使用后活性及选择性基本保持不变. PMO-ILs中大量的咪唑阳离子能有效稳定磷钼酸阴离子,使该催化材料表现出良好的稳定性.     

二次嫁接法合成多金属氧酸盐/介孔分子筛杂化材料

合成了表面含有SiOH基团的钨磷酸盐衍生物(Bu4N)3PW11O39[O(SiOH)2] (TBAPW11Si2), 并通过其与纯硅介孔分子筛SBA-15表面SiOH的缩合反应, 将TBAPW11Si2二次嫁接到SBA-15的介孔孔道中, 得到了TBAPW11Si2/SBA-15介孔杂化材料. 表征结果显示, 孔内TBAPW11Si2的Keggin结构保留完整, 并与孔壁共价键联. 样品仍保持六方对称的孔阵结构, 但孔道部分被堵, 孔容、孔径、比表面积下降. 该杂化样品对甲基橙的光催化降解不仅显示高催化活性, 而且由于键联的多金属氧酸盐在水溶液中的抗浸取能力强, 催化剂的使用寿命大大延长.     

碳纳米管/杂多酸/聚吡咯复合催化剂的制备及催化烯烃环氧化性能

以磷钼酸(PMo)、吡咯(Py)和碳纳米管(CNTs)为原料,通过原位聚合方法制备了PPy-PMo@CNTs复合材料.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段对材料进行了结构表征.结果表明,磷钼酸和聚吡咯被引入到碳纳米管载体上,且聚吡咯在碳纳米管表面形成了一层薄层.N2吸附-脱附测试结果表明,PPy-PMo@CNTs为介孔材料.将以乙腈为溶剂,过氧化氢为氧化剂的烯烃环氧化反应作为模型反应,考察了催化剂PPy-PMo@CNTs的催化活性.结果表明,在60℃,反应底物为1 mmol,催化剂投量为10 mg的条件下,该催化剂表现出较好的催化活性.中断和循环实验结果表明,催化剂具有较好的稳定性,在相同的反应条件下经过5次循环后,环辛烯的转化率依然保持在约65%.     

Raman spectra of hybrid materials based on carbon nanotubes and Cs3PMo12O40

A route for the synthesis of hybrid materials using multiwalled carbon nanotubes (MWCNTS) and Cs₃PMo₁₂O₄₀ was confirmed. The Cs₃PMo₁₂O₄₀ salt was synthesized from H₃PMo₁₂O₄₀·14H₂O and CsCl. All compounds were characterized by Raman spectroscopy. The synthesis method can produce a chemically stable Cs₃PMo₁₂O₄₀ molecule and pure and oxidized MWCNTS. Raman spectroscopy showed that the chemical interaction between MWCNTS and Cs₃PMo₁₂O₄₀ was essentially of electrostatic nature. Raman spectra obtained with different wavelengths showed thermal decomposition of H₃PMo₁₂O₄₀·14H₂O (raw materials) from laser heating process. On the contrary, the synthesized compound (i.e. Cs₃PMo₁₂O₄₀) was stable under the experimental conditions.     

介孔SiO_2/Fe_3O_4中空磁性复合微球的制备与表征

采用多步包覆法在自制的240nm的单分散SiO2微球表面进行β-FeOOH的包覆,在5wt%的NaOH溶液中去除核心SiO2后,得到β-FeOOH纳米结构空心微球。将单分散的β-FeOOH空心球作为内核,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,经水解缩聚反应得到空心核壳复合微球。在空气中焙烧(500℃,5h)对样品去除模板剂,并在还原气氛(5%H2/95%Ar,350℃,3h)下焙烧得到介孔SiO2/Fe3O4中空磁性复合微球。结果表明,所制得的介孔SiO2/Fe3O4中空磁性复合微球中的Fe3O4层厚度约60nm,是由Fe3O4纳米棒搭接而成的三维网络结构,复合微球的整体平均直径为390nm,比表面积较高约693m2·g-1,孔体积为0.63cm3·g-1,平均孔径为3.6nm,其饱和磁化强度可达13.6emu·g-1,同时较低的矫顽力(50Oe)有利于颗粒的再分散。     

有序介孔碳基金属复合材料的制备及催化应用

有序介孔碳基金属复合材料具有较大的比表面积、规整的孔道结构、良好的热稳定性及化学稳定性、活性金属组分分散度高以及粒径尺寸小等特点,广泛应用于非均相催化领域。常用的合成方法包括浸渍法、“一锅”法以及金属组分转移法等。本文综述了近年来有序介孔碳基金属复合材料的制备及其在非均相催化领域中的应用研究进展,重点阐述了介孔碳载体的介观结构调控、表面性质控制及限域效应等对所负载的活性金属组分的分散性、粒径大小,以及对反应物和产物扩散的影响,探讨了其在气相反应、液相反应和光电催化等领域的应用,并对有序介孔碳基复合材料的发展方向和应用前景进行了展望。     

介孔分子筛SBA-15负载的二双齿钛烯烃聚合催化剂的合成及催化乙烯聚合反应

合成了二双齿钛催化剂[C₃H₆(N=CH-Ar-O)₂]TiCl₂(Ar=3-tert-butyl-C₆H₃)，并通过X-射线单晶衍射分析测定了其晶体结构。应用新型介孔分子筛SBA-15为载体，成功地对其进行了物理和化学负载，并采用元素分析、ICP、FT-IR和XRD等对载体催化剂进行了表征。在甲基铝氧烷（MAO）的作用下进行乙烯聚合研究，结果表明载体催化剂活性虽然比二双齿钛均相催化剂的活性有所降低，但是由于载体孔道效应生成了纤维状聚乙烯，同时聚合物的分子量较均相催化剂得到的聚合物有大幅度提高。     

Fe3O4@mMoO3介孔多功能纳米载体的制备及其微波响应药物传递

以氨基功能化的Fe_3O_4纳米颗粒为磁核,结合直接沉淀法和模板法在其表面包覆上介孔MoO_3层,制备磁性-微波热转换性-介孔结构于一体的多功能核-壳结构复合纳米载体Fe_3O_4@mMoO_3,并对其结构、载药及微波控制靶向给药性进行研究。TEM图表明所得的复合纳米载体具有明显的核壳结构,完美的球形,且壳层中有清晰的孔状结构。磁性和微波热转换特性分析表明,该复合载体兼具良好的磁性和微波热转换特性,可实现药物的靶向可控给药。以布洛芬(IBU)为模型药物,对该复合纳米载体的药物负载能力和微波响应可控释放性进行研究,结果表明,在持续微波辐射90 s时IBU的释放率达到90%,远远高于仅搅拌时的释放率。     

钨硅酸银纳米晶：形貌可控合成与表征

通过聚电解质(表面活性剂)作为导向剂的液相合成路线，合成了多种形貌的多金属氧酸盐纳米晶，包括纳米球，纳米带，纳米片，纳米立方体，六角纳米粒子，三角纳米粒子，雪花状纳米粒子。形状独特的六角形空心纳米粒子也通过相似的方法合成出来。在反应过程中，银离子通过配位作用吸附在聚电解质的组装结构上，通过与氮原子或氧原子的配位作用被定位在聚电解质上，从而导致规则形貌的多酸纳米粒子的形成。结果表明，产物的形貌极大地取决于表面活性剂的组装结构和它们与反应物间的配位作用。     

有序介孔氮掺杂碳负载三氧化二铁的制备及其催化氧还原性能

制备了有序介孔氮掺杂碳负载三氧化铁,有效降低了氧还原的过电势。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附测试、粉末X射线衍射、X射线光电子能谱、拉曼光谱等技术表征了所制备的催化剂的物理化学性质。此外,用旋转圆盘电极测试了其在碱性条件下对氧还原反应的催化活性和选择性。实验结果表明:氮气热解后铁以三氧化二铁的形式负载于有序介孔氮掺杂碳中,其比表面积达到755 cm^2·g^-1。拉曼和X射线光电子能谱结果表明,加入铁前驱体后所制备的催化剂石墨化程度有所提升、阻抗降低、导电性增加。在碱性条件下,Fe2O3@NC催化剂呈现出4电子氧还原反应,其起始电位(-0.01 V vs Ag/AgCl)和半波电位(-0.13 V vs Ag/AgCl)与商用20%Pt/C相当。此外,该催化剂具有较好的抗甲醇性能且其恒电压稳定性优于商用Pt/C。Fe2O3@NC催化剂用于锌-空电池放电测试,其放电功率可以达到88 mW·cm^-2,是商用Pt/C的1.29倍。     

一步制备高比表面积介孔Co3O4-CeO2及其表征(英文)

以有序介孔二氧化硅KIT-6为硬模板,硝酸钴、硝酸铈为金属源,分别在真空辅助条件和普通搅拌条件下制备了介孔CoCeO_x复合氧化物。采用XRD、SEM、TEM、N₂吸脱附等技术表征了复合氧化物的物化性质,并评价其氧化甲苯的性能。结果表明,在真空辅助和搅拌条件下制备的CoCeO_x氧化物是由Co₃O₄和CeO₂组成的介孔Co₃O₄-CeO₂复合氧化物,其比表面积分别为141和89 m²·g^-1,平均孔径分别为8.7和9.6 nm。真空辅助纳米复制过程有利于金属盐的前驱体充分填充到模板的孔隙中,去除模板后,可以得到有序的介孔复合金属氧化物。所制备介孔钴铈复合氧化物具有孔道有序性好、比表面积大的特点,在挥发性有机化合物的氧化去除方面具有一定的应用前景。     

Development of Sulfonic-Acid-Functionalized Mesoporous Materials: Synthesis and Catalytic Applications

Sulfonic acid based mesostructures (SAMs) have been developed in recent years and have important catalytic applications. The primary applications of these materials are in various organic synthesis reactions, such as multicomponent reactions, carbon–carbon bond couplings, protection reactions, and Fries and Beckman rearrangements. This review aims to provide an overview of the recent developments in the field of SAMs with a particular emphasis on the reaction scope and advantages of heterogeneous solid acid catalysts.     

纳米结构Au/Fe2O3的制备、表征及催化氧化性能

分别以纳米和块状氧化铁为载体,通过沉积沉淀法制备了Au/Nano-Fe₂O₃和Au/Bulk-Fe₂O₃,并对其进行了表征和催化氧化性能测试。结果表明：对于Au/Nano-Fe₂O₃,5nmAu颗粒被尺寸相当的Nano-Fe₂O₃所包覆,形成新颖的类似核壳结构;对于Au/Bulk-Fe₂O₃,3nmAu颗粒高度分散于Bulk-Fe₂O₃的表面。在1-苯乙醇的氧化反应中,Au/Nano-Fe₂O₃显示出比Au/Bulk-Fe₂O₃更好的催化活性。活性的增强主要与小尺寸的Nano-Fe₂O₃以及Au和Nano-Fe₂O₃更大的接触界面有关。相比于广泛受到重视的Au的尺寸效应来说,对于Au/Nano-Fe₂O₃而言,Fe₂O₃尺寸的影响更大。