SnⅡ取代的Keggin型多金属氧酸盐的合成及光催化性能

合成了Sn~(Ⅱ)取代的Keggin型钨磷、钨硅多金属氧酸盐,用IR、电子光谱、~(31)P NMR测试技术对样品进行了表征,表征结果显示,合成化合物为纯的Sn~Ⅱ取代多金属氧酸盐,无Sn~Ⅳ取代物存在,其中Sn~(2 )未进入空穴八面体的中心,其阴离子的对称性介于相应的饱和与缺位结构之间。继而研究了此类化合物对于几种水溶性染料的光催化降解性能。结果表明,所制备的Sn~Ⅱ取代的钨硅多金属氧酸盐具有高的光催化活性,活性高于一般常用的PW_(12)、SiW_(12)化合物。特别是Sn~Ⅱ取代的钨硅多金属氧酸盐,即使在室内自然日光下对甲基橙和亚甲基蓝的光降解也呈现出很高的催化活性,反应7 h,降解率可达90％以上。对光催化机理的研究表明, Sn~Ⅱ取代的钨磷、钨硅多金属氧酸盐发生O→W荷移跃迁所需的能量较小,因此低能量的光照就可激发其HOMO能级上的电子,引发光催化反应,大大提高了光能利用率。     

AuNPs@POMs/rGO复合材料的制备及光催化性能

以Keggin型多金属氧酸盐(多酸,POMs)为光催化还原剂、稳定剂和包覆剂,在光照下一步合成AuNPs@POMs/rGO复合纳米材料。采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等对所制得的材料进行了结构表征和性能测试。以光催化降解甲基橙为模型反应研究了AuNPs@POMs/rGO纳米复合材料的光催化活性。透射电子镜结果显示Au纳米微粒均匀的负载在rGO薄层上,无聚集和团聚现象。实验探究了pH、温度、催化剂投放量以及甲基橙初始浓度对光催化降解过程的影响。光催化降解结果表明:当溶液处于室温,pH=8.0,催化剂投放量为0.15 g·L^-1,甲基橙溶液初始浓度为25.0 mg·L^-1时,效果达到最佳,降解率为94.5%。     

负载银纳米粒子的多酸银盐复合材料的可见光催化性能研究

通过固相研磨法,选取具有不同中心杂原子的Keggin型多酸(H_3PW_(12)O_(40)、H_4SiW_(12)O_(40)、K_5BW_(12)O_(40))固体与硝酸银固体反应,制备得到了系列低溶解度的多酸银盐前驱体(Ag_nPOM).再以这类多酸银盐为基质,通过紫外光照,使其中部分抗衡阳离子Ag~+原位还原生成金属Ag纳米粒子,进而可获得一系列具有不同Ag纳米粒子负载量的Ag_x~0/Ag_n~IPOM复合材料.固体漫反射光谱表明,Ag纳米粒子的表面等离子体(plasmon)共振吸收导致复合材料在可见光区域的吸收明显增加.这类复合材料在可见光照射下对光催化降解甲基橙和光还原Cr(Ⅵ)展现出高效、稳定的催化活性.随着阴离子所带电荷的增加,Ag纳米粒子的负载量明显增加,可见光吸收增强,因此光催化活性越高.Ag_x~0/Ag_5~IBW_(12)O_(40)展现最佳的光催化活性.     

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.     

PW_(11)/SBA-15介孔杂化材料的直接合成与表征

采用三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)和缺位Keggin型多金属氧酸盐Na7PW11O39(PW11)为无机前驱体,由共缩合法一步合成了PW11/SBA-15介孔杂化材料.通过红外(IR)光谱、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis/DRS)、X射线衍射(XRD)、低温N2吸附、透射电子显微镜(TEM)等手段对杂化材料和合成过程进行了表征.结果表明:杂化材料中不仅多金属氧酸盐的Keggin单元保留完整,且共价键联于介孔孔道内部,而且样品基本具有规整有序的六方介孔结构.TEOS预水解时间的长短对有序结构的构筑有明显影响,随预水解时间延长,样品的介观有序性增加.这是因为多金属氧酸盐对模板剂P123有盐析作用,其作用大小与多金属氧酸盐前驱物的溶解度有关.     

有机-无机多金属氧酸盐[CTMA]_6SiW_(11)NiO_(39)的合成及其光催化性能研究

多金属氧酸盐(POM)是指由多金属杂原子按一定的结构通过氧原子配位桥联而成的一类化合物的总称,按照阴离子结构可将其分为Keggin、Dawson、Anderson、Waugh等多种类型[1].     

LDH-[Cd(H_2O)W_(11)NiO_(39)]~(8-)复合材料的合成、表征及光催化活性

用离子交换法制备了LDH-[Cd(H_2O)W_(11)NiO_(39)]~(8-)复合材料,并利用IR,XRD,N_2吸附和脱附实验以及扫描电镜配合X-射线能量色谱仪(SEM-EDS)等方法对其结构和性质进行了表征.结果表明,[Cd(H_2O)W_(11)NiO_(39)]~(8-)杂多阴离子取代了黏土板层中的NO_3~-离子,并且仍然保留了Keggin结构.利用合成的复合材料LDH-[Cd(H_2O)W_(11)NiO_(39)]~(8-)作为催化剂,对亚甲基蓝进行了光催化降解实验,并确定了光降解反应的最佳反应条件.在最佳反应条件下,亚甲基蓝的脱色率可达97.11%.并将复合材料与杂多酸盐和黏土的光催化活性进行了比较,其光催化活性顺序为LDH-[Cd(H_2O)W_(11)NiO_(39)]~(8-)K_8[Cd(H_2O)W_(11)NiO_(39)]Zn_2Al黏土.因此,LDH-[Cd(H_2O)W_(11)NiO_(39)]~(8-)复合材料具有优异的光催化活性.     

钛取代的Keggin型钨磷酸银微晶的形貌调控及光催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为形貌调节剂,钛取代的Keggin型钨磷酸钾(K_4H_3PTi_2W_(10)O_(40))及硝酸银为前驱体,通过控制PVP用量制备了不同形貌及尺寸的钛取代Keggin型钨磷酸银(Ag4H3PTi2W10O40,AgPTiW).通过分光光度法测定了AgPTiW饱和溶液中Ag~+浓度,并求得其溶度积,利用能斯特(Nernst)方程求出Ag_4H_3PTi_2W_(10)O_(40)/Ag电对的标准电极电势,由此确定了Ag_4H_3PTi_2W_(10)O_(40)作为光催化剂的导带能级位置.通过红外光谱、粉末XRD谱图及紫外-可见光谱等测试手段对不同形貌AgPTiW的组成、结构和光吸收性质进行了表征;研究了可见光区(λ400 nm)不同形貌AgPTiW对染料甲基橙(MO)的光催化降解活性.研究发现,丝状AgPTiW在可见光下催化降解MO的活性优于棒状和柱状AgPTiW,推测这可能与纳米丝状催化剂较大的长径比及比表面积有关.     

三维有序大孔复合材料H_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2制备与多模式光催化

采用聚苯乙烯(PS)微球做模板,以甲醇真空法制备的三维有序大孔材料(3DOM)TiO_2为载体,通过浸渍法将其与多酸H_6P_2W_(18)O_(62)复合制备成3DOM H_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2。通过傅立叶-红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附-脱附等表征手段对所合成材料的光吸收性质、结构和晶相进行了表征,结果表明,3DOM H_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2复合材料中多酸仍然保留其Dawson结构,且晶型结构以TiO_2锐钛矿结构为主。为考察所合成纳米复合材料3DOM H_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2的光催化活性,选用甲基橙为模型分子,在紫外光、可见光和微波辅射等多模式作用下,对其进行了光催化活性的研究。结果显示,紫外光催化过程中纳米复合材料3DOM H_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2的活性最高,且在可见光、微波作用下3DOM H_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2对染料均具有一定的降解效果。     

立方晶型Sb2O3纳米晶的合成及光催化性能

采用沉淀法合成了立方晶型Sb2O3纳米晶,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和电子自旋共振谱(ESR)等对样品进行了详细的表征。以紫外光光催化降解甲基橙为反应模型评价了样品的光催化性能。结果表明:沉淀法合成的立方晶型Sb2O3纳米晶颗粒小,表现出良好的光催化性能。对立方晶型Sb2O3纳米晶光催化降解甲基橙的原因进行了探讨,并提出了降解甲基橙的反应机理。     

离子液体型多金属氧酸盐[PyPS]nH3-nPW12O40·xH2O的合成及其对水溶液中染料的光催化脱色作用

以吡啶、丙磺酸内酯和钨磷酸为原料,合成了离子液体型多金属氧酸盐（POM-IL）化合物[PyPS]nH3-nPW12O40·xH2O（n=1,2,3）,用FT-IR、UV-Vis、1H NMR和元素分析等对其进行了表征。 结果显示,POM-IL化合物仍保持相应钨磷酸的Keggin结构,并存在吡啶丙磺酸的特征谱带,熔点均高于130 ℃,且随有机阳离子含量增加,熔点降低。 在紫外光下,n为1和2的POM-IL对水溶液中甲基橙的光催化降解活性与钨磷酸相似;在可见光下,POM-IL对水溶液中靛红的光催化降解活性相近,且均远高于钨磷酸。     

银配合物[Ag_(10)(NCA)_4(PW_9~ⅥW_3~ⅤO_(40))(H_2O)_4]的合成、结构与性质

在水热条件下,制备了一种基于Keggin型多金属氧酸盐的银配合物[Ag_(10)(NCA)_4(PW_9~ⅥW_3~ⅤO_(40))(H_2O)_4].通过元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射方法确定了该配合物的晶体结构.在合成过程中,3-(2-吡啶羧酸)酰胺-吡嗪配体(L)分解成烟酸NCA.结构分析表明:该化合物属于三斜晶系,P_1空间群,晶胞参数a=1.188 74(9)nm,b=1.249 50nm,c=1.411 03(10)nm,α=73.712(2)°,β=66.720(2)°,γ=83.467(2)°,V=1.847 9(2)nm~3,Z=1,R_1=0.073 1,ωR_2=0.197 4.配合物中含有一种六核银亚单元[Ag_6(NCA)_4]~(2+),不同亚单元间通过配位水的氧原子连接形成一维双链结构,而一维双链进一步通过Ag—N键连接形成二维层状结构,二维层则通过[PW_9~ⅥW_3~ⅤO_(40)]~(6-)多阴离子形成最终的三维金属有机框架.标题配合物修饰的碳糊电极对H_2O_2和KNO_2还原有好的电催化活性,而且该配合物对降解亚甲基蓝、罗丹明B分子有较高的光催化效率.     

Fe-Ni 共掺杂 ZnO 的制备及其光催化降解甲基橙活性

 采用溶液法制备了 Fe-Ni 共掺杂 ZnO 光催化剂, 并运用 X 射线衍射、扫描电镜和原子发射光谱等对催化剂进行了表征. 以甲基橙 (MO) 为模型污染物, 评价了样品的光催化活性, 考察了甲基橙初始浓度及其 pH 值, 以及催化剂用量等对光催化反应性能的影响. 结果表明, Fe-Ni 共掺杂降低了 ZnO 的结晶度, 并促进了晶粒的长大. 光催化降解反应表明, Fe-Ni 共掺杂显著提高了 ZnO 光催化降解甲基橙的活性, 当催化剂用量为 0.6 g/L, 经 120 min 紫外光照射时, 可使甲基橙溶液 (10 mg/L) 降解率达到 93.5%. 关键词：铁; 镍; 共掺杂; 氧化锌; 光催化; 甲基橙; 降解     

表面活性剂@Weakley型稀土多酸复合催化剂对甲基橙的光催化降解活性

以光催化活性高的多酸阴离子CeW_(10)O_(36)~(9-)、不同结构阳离子表面活性剂为构筑基元,通过水/氯仿两相静电包埋技术制备了一系列表面活性剂@多酸复合物,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)对复合物的组成及结构进行分析;以甲基橙为光催化降解底物分子、表面活性剂@多酸复合物为催化剂,考察不同表面活性剂、催化剂用量、甲基橙浓度、有机染料对光催化降解率的影响;不同表面活性剂@稀土多酸复合催化剂的光催化活性顺序为DTAB(十二烷基三甲基溴化铵)@CeW_(10)TTAB(十四烷基三甲基溴化铵)@CeW_(10)CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)@CeW_(10)OTAB(十八烷基三甲基溴化铵)@CeW_(10)DODA(双十八烷基二甲基溴化铵)@CeW_(10)。     

多金属氧酸盐杂化催化剂光催化降解有机杀虫剂六氯苯

 通过自组装技术制备了一系列多金属氧酸盐-有机胺-分子筛杂化催化剂K5［M(H2O)PW11O39］-(EtO)3Si(CH2)3NH2-MCM-48,用XRD,ICP-AES,UV/DRS,FT-IR,31P MAS NMR和N2吸附等手段对其组成和结构进行了表征,并以有机杀虫剂六氯苯为探针分子考察了其光催化活性. 结果表明,多金属氧酸盐杂化催化剂的光催化降解活性高于直接光解,能有效地降解污水中的六氯苯,且易分离,可循环使用.     

H4SiW12O40/乙烯-乙烯醇共聚物复合纳米纤维膜的制备及光催化性能

利用静电纺丝技术制备了H₄SiW₁₂O₄₀(SiW₁₂)/乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)复合纳米纤维膜. X射线能谱(EDX)和红外光谱(IR)表征结果表明, SiW₁₂负载到EVOH纤维膜中, 且其Keggin结构完好无损. SiW₁₂/EVOH复合纳米纤维膜在氙灯光源照射下对甲基橙(MO)表现出优异的光催化活性. 当EVOH与SiW₁₂的质量比为2:1时, MO降解率可达96.3%. 复合纳米纤维膜优异的光催化活性主要归于EVOH与SiW₁₂的协同相互作用. 复合纤维膜具有良好的可重复使用性, 循环使用3次后, 其光催化活性没有明显下降. 因此, SiW₁₂/EVOH复合纳米纤维膜在去除废水中有机染料方面具有广阔的应用前景.     

Keggin型硅钨酸盐[Cu(dap)_2(H_2O)][Cu(dap)_2][Na(H_2O)_5]H[SiW_(11)CuO_(39)]·H_2O的合成与结构(英文)

在水热条件下,以Na10[A-α-SiW9O34].18H2O、氯化铜、四氮唑乙酸和1,2-丙二胺为原料合成了一种三维有机-无机杂化单铜取代Keggin型硅钨酸盐[Cu(dap)2(H2O)][Cu(dap)2][Na(H2O)5]H[α-SiW11CuO39].H2O(1),并借助元素分析、红外光谱和单晶X射线衍射对其进行了表征.结果表明,化合物1的分子结构片段由1个单铜取代Keggin型多金属氧酸盐单元[α-SiW11CuO39]6-,1个支撑的[Cu(dap)2(H2O)]2+配离子,1个[Cu(dap)2(H2O)]2+桥配离子,1个[Na(H2O)5]+离子和1个结晶水分子组成.在[α-SiW11CuO39]6-单元中,缺位位点完全被一个铜原子占据,而不是被半个铜原子和半个钨原子所占据.值得注意的是,每个分子结构片段与4个邻近相同片段相连构筑有机-无机杂化三维框架.     

共沉淀法制备稀土Ce掺杂的纳米ZnO及其光催化降解染料的性能

以六水合硝酸锌和六水合硝酸铈?髥为原料,通过共沉淀法制备了一系列稀土Ce掺杂的纳米ZnO,并采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、紫外可见漫反射光谱对其进行了全面表征。部分样品还通过X射线光电子能谱(XPS)和光致荧光光谱(PL)进行了进一步分析。分别在日光和紫外光条件下,对这一系列Ce掺杂的ZnO进行了光催化降解亚甲基蓝的性能研究,得出当Ce的掺杂量为3%(n/n)时(ZnO-3%Ce),其光催化活性最佳,光催化降解亚甲基蓝的效率均超过98%。选取ZnO-3%Ce作为催化剂,分别进一步考察其在日光和紫外光下对罗丹明B和甲基橙的光催化降解性能。研究结果表明,ZnO-3%Ce在日光和紫外光下均表现出较好的光催化降解效果,体现出良好的光降解普适性。日光下光降解效率顺序为:亚甲基蓝>罗丹明B>甲基橙,而紫外光下降解效率顺序为:罗丹明B>亚甲基蓝>甲基橙。最后,我们研究了催化剂ZnO-3%Ce的循环利用及稳定性性能。实验结果表明:该催化剂循环使用3次之后,光催化效率仍然稳定在97%以上,并且其结构和组成保持不变,体现出优异的稳定性和应用前景。     

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.     

基于单-和双-三唑衍生物的三个Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)多金属氧簇基配合物的水热合成及光催化性能（英文）

在水热条件下,利用多齿的单-和双-三唑衍生物,制备了3种基于多金属氧簇基(POM)的Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)杂化材料,即{[Cu(L1)2(Mo4O13)]·2H_2O}n(1),{[Cu1.5(L2)(HL2)(H_2O)(Mo4O13)]·2H2O}n(2),{[Cu2(L3)1.5(Mo4O13)]·H_2O}n(3)(L1=4-pyridine-2-1,2,4-triazole,HL2=3-(4H-1,2,4-triazol-4-yl)benzoic acid,L3=trans-4,4′-azo-1,2,4-triazole)。通过单晶X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和粉末X射线衍射分析确定了它们的结构。在1中,Mo4O132-阴离子和Cu(Ⅱ)中心通过双齿L1相互连接,最终形成了二维(2D)POMs基的Cu(Ⅱ)杂化金属-有机骨架。在2中,Mo4O132-阴离子和Cu(Ⅱ)中心通过桥接水原子(O18),双齿HL2和三齿L2-相互连接,最终形成了三维(3D)POMs基的Cu(Ⅱ)微孔金属-有机骨架。在3中,L3配体桥接相邻的Cu(Ⅰ)中心和Mo4O132-阴离子,最终形成独特的双重穿插结构的3DPOMs基的Cu(Ⅰ)杂化配位框架。光催化实验研究表明,样品1～3对于不同有机染料罗丹明B (RhB)、亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)都具有很好的光催化降解能力。