水滑石负载 Au 纳米粒子的制备及其催化醇氧化反应

 采用离子交换法和 NaBH4 还原法制备了 Mg-Al-水滑石 (LDH) 负载的 Au 纳米粒子 (Au/LDH) 催化剂. X 射线衍射和透射电镜结果表明, Au 粒子较均匀地分散在水滑石表面, 载体仍保持层状结构. 在温和的反应条件下, Au/LDH 对一系列醇的氧化反应表现出优异的催化性能, 如在室温常压下进行分子 O2 氧化 1-苯基乙醇的反应, 底物转化率和苯乙酮选择性都接近 100%, 而且催化剂经过多次循环使用后, 其活性未见下降. 可见, Au/LDH 催化剂在醇氧化反应中具有良好的应用前景.     

Mg-Al类水滑石层板结构中Al/Mg比与稳定性的关系

通过改变Mg和Al的数量构建不同Al/Mg比的类水滑石层板模型, 采用量子化学密度泛函理论(DFT), 优化并计算各种Al/Mg比的水滑石结构, 通过对键长、电荷、能量等分析, 得出Al/Mg比对水滑石稳定性的影响规律. 在实际的水滑石层板结构中, 当Al/Mg比为1:2和1:3时, 最适宜形成稳定水滑石相, 且1:3比1:2更具优势.     

类水滑石催化合成聚(碳酸1,4-丁二醇)酯二醇

采用共沉淀法制备了镁铝类水滑石(Mg-Al-CO3LDH)、镁锌铝类水滑石(Mg-Zn-Al-CO3LDH)和锌铝类水滑石(Zn-Al-CO3LDH),并研究了它们在碳酸二苯酯(DPC)与1,4-丁二醇(1,4-BD)酯交换合成聚碳酸酯二醇(PCDL)反应中的催化活性。在常压反应阶段,以苯酚的产率表征催化剂的活性;在减压缩聚阶段,以产品的数均分子量Mn和羟基值来表征催化剂的活性。结果发现,Zn-Al LDH具有良好的催化活性。在优化反应条件下,获得了Mn和羟基值分别为1600和70.8mg KOH/g的PCDL。     

金属卟啉/MgAl水滑石催化醇选择性氧化制备羰基化合物

将MgAl水滑石引入到金属四苯基卟啉(MTPPs,M=Co,Fe,Mn,Ni)催化氧化体系中,实现了醇的选择性氧化。 结果表明,在分子氧/异丁醛体系中,CoTPP在苯甲醇氧化制苯甲醛反应中表现出优异的催化活性,MgAl水滑石添加剂可有效地提高醛的选择性。 在苯甲醇1 mmol、乙腈2 mL、CoTPP 5 mg、MgAl水滑石18 mg、异丁醛5 mmol、反应温度60 ℃、氧气气氛下反应2 h,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别达到94%和92%。 另外,此催化体系在其它醇类化合物的氧化反应中也具有较好催化活性。     

Mg/Zn/Al类水滑石的热分解和水化性能研究

采用共沉淀法制备了Mg2Al1、Zn2Al1和Mg1Zn1Al1LDHs,利用XRD和SEM表征手段,对它们的热分解及焙烧物在Na2CO3溶液中恢复层状结构的能力进行了对比研究。结果表明,在400～700℃温度范围内,Zn2Al1LDH和Mg2Al1LDH的焙烧物中均出现氧化物相(ZnO和MgO)和尖晶石相(ZnAl2O4和MgAl2O4相);而Mg1Zn1Al1LDH的焙烧物中始终以ZnO相为主,仅在700℃时出现微弱的MgAl2O4相。三种焙烧物恢复层状结构的能力为:Mg1Zn1Al1LDO>Mg2Al1LDO>Zn2Al1LDO,其与焙烧物组成有关。原始LDHs和水化LDHs均呈片状。     

层状粘土负载的金催化剂制备及其常温催化氧化活性

为了研究粘土的性质对其负载的金催化剂在CO常温氧化反应中的催化活性的影响,将金溶胶分别负载到类水滑石(LDHs)和经过壳聚糖改性的蒙脱石(CS-MMT)表面,得到纳米金颗粒呈高度分散状态的金催化剂样品.通过XRD、XRF、TEM、XPS等手段表征了金催化剂样品的物相、金的含量、金颗粒的粒径分布及金的存在价态,测试了催化剂样品对CO的常温转化率.结果表明:Au0是粘土负载的金催化剂对CO常温氧化反应的主要活性物种,碱性载体LDHs负载的金催化剂样品1.83%Au/Mg Al-CO32--LDHs表面只检测到Au0,金颗粒的平均粒径为2.6 nm,对CO的常温转化率能够达到100%,而酸性载体CS-MMT负载的金催化剂样品1.71%Au/CS-MMT表面同时存在氧化态和金属态的金,且Auδ+/Au0=1.1,金颗粒的平均粒径为2.1 nm,对CO的常温转化率仅为25%.     

阳离子淀粉/Mg-Al类水滑石悬浮体系的粘度行为

阳离子淀粉;Mg-Al类水滑石;流变性;粘度     

三乙醇胺改性Cu/Zn/Al类水滑石衍生氧化物催化合成气制备低碳醇

采用共沉淀法制备Cu/Zn/Al类水滑石前驱体,并用配体三乙醇胺(TEA)对其进行改性。前驱体经焙烧后成功获得TEA改性的Cu/Zn/Al催化剂。借助XRD、FTIR、H2-TPR、CO-TPD及SEM等方法对催化剂进行表征,并将其应用于合成气制备异丁醇的活性评价反应中。结果表明,TEA的加入能够改变催化剂形貌,使催化剂表面呈松散絮状结构。TEA可使类水滑石前驱体的结构发生膨胀,其焙烧获得的催化剂中有明显的晶格扭曲和晶格缺陷。TEA对催化剂结构的改变有利于Cu/Zn/Al催化剂中CuO组分的氢还原和CO在催化剂表面的化学吸附,从而促进异丁醇的合成。当TEA的添加比例为nTEA/nZn=0.5时,TEA改性的Cu/Zn/Al催化剂的催化效果达到最佳。     

Mg/Al水滑石催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应

Mg/Al水滑石催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应     

钴铝类水滑石液相选择性催化甲苯氧化合成苯甲醛

采用共沉淀法制备了不同Co/Al原子比的类水滑石（Cox/Al-LDHs,x=2、3和4）及其焙烧产物（Cox/Al-LDOs）,用XRD、FT-IR、BET及ICP等技术手段分别表征了催化剂的结构、组成和比表面积,考察了对甲苯选择性氧化制苯甲醛的催化性能。 结果表明,在优化条件甲苯0.6 mL（5.43 mmol）,催化剂Co4/Al-LDO 100 mg,过氧化氢叔丁醇21.7 mmol,溶剂乙腈10 mL,反应温度70 ℃,反应时间9 h下,甲苯的转化率为8.2%,苯甲醛的选择性达77.6%。 催化剂重复使用7次后其催化活性和选择性未见降低,使用前后催化剂的XRD谱图基本不变,显示较好的结构稳定性。     

磷酸二氢根插层水滑石的制备及其选择性红外吸收性能

采用成核/晶化隔离法制备了镁铝碳酸根型水滑石(MgAl-CO3-LDHs),以其为前驱体,在酸性条件下通过离子交换将磷酸二氢根阴离子组装到水滑石层间,制备了具有超分子插层结构的MgAl-H2PO4-LDHs,并采用XRD、FTIR、TG-DTA-DTG、SEM和ICP等手段进行了表征。采用母粒工艺将MgAl-CO3-LDHs和MgAl-H2PO4-LDHs添加到聚乙烯(PE)中制备了LDHs/PE薄膜,研究其红外吸收性质发现,添加MgAl-H2PO4-LDHs的PE薄膜在7～25μm特别是9～11μm范围的红外吸收率明显高于添加MgAl-CO3-LDHs的薄膜,表现出显著的选择性红外吸收性能。     

层状氢氧化镁铝焙烧产物对SCN-的吸附性能

研究了层状氢氧化镁铝焙烧产物对SCN-的吸附行为,考察了焙烧温度、吸附温度、时间、pH值等因素对吸附的影响.在SCN-初始浓度为25 mg/L,温度为40℃,焙烧物投加量为2 g/L,pH值为6的条件下,4 h达到吸附平衡,SCN-脱除率可达96.91%.吸附过程符合Langmu ir等温方程式,主要是单分子层的吸热吸附.     

Hydrothermal Synthesis of Nanorods and Nanowires of Mg/Al Layered Double Hydroxides

Layered double hydroxides (LDHs) are a class of synthetic anion clays, characterized by the formula[MⅡ1-xMⅢx (OH)2]x (An- )x/n·yH2O (where M =metal and A = anion, usually carbonate)[1-3]. A large number of LDHs with a wide variety of M Ⅱ-M Ⅲ cation pairs including M Ⅰ-M Ⅲ ( e. g. , Li-Al ) and M Ⅱ-MⅣ( e. g. , Co-Ti) have been reported. Thus the identities of the cations(MⅠ , MⅡ , MⅢ and MⅣ) and the interlayer anion (An-) together with the value of the stoichiometric coefficient (x) may vary widely, giving rise to a large class of isostructural materials.     

喜树碱插层的镁铝型层状双金属氢氧化物的合成及表征

采用共沉淀法把抗癌药物喜树碱（Camptothecin, CPT）插入层状双金属氢氧化物(layered double hydroxide, LDH)层间, 合成了CPT-LDH纳米杂化物。结果表明,在CPT-LDH纳米杂化物中,CPT在层间的排布方式有两种,即平行于层板的单层排列和垂直于层板的双层排列;缓释研究表明,CPT-LDH在pH 7.5的磷酸缓冲液中具有明显的缓释效果,其释放速率较相同pH值时CPT和LDH物理混合物的释放速率明显降低;考察了CPT-LDH的药物释放机理,在 pH 7.5的缓冲溶液中,释放过程受粒内扩散过程控制;CPT-LDH纳米杂化物的释放动力学符合准一级动力学过程。     

Synthesis and Characterization of [Zn‐Al] Layered Double Hydroxides: Effect of the Operating Parameters

In this study, [Zn‐Al] layered double hydroxides (LDHs ) were prepared using the coprecipitation method at constant pH . The synthesis parameters (including the aging time, synthesis pH , nature of the alkali, concentration of metallic salts, and the cationic molar ratio R = Zn/Al) were varied in order to elucidate their effect on the properties of the obtained materials. Different characterization techniques, namely X‐ray diffraction, Fourier transform infrared, thermogravimetric analysis‐differential thermogravimetry, transmission electron microscopy, energy‐dispersive X‐ray, inductively coupled plasma, and photoluminescence, were used in this study. It was found that obtaining well‐crystallized LDHs requires (i) an aging time of 24 h and (ii) a synthesis pH value in the range 8–12. Our results also show that the concentration of the cationic metallic salts has no influence on the structural properties of the LDHs . The use of NH₄OH as alkali for adjusting the pH value during the synthesis favors the formation of nitrated LDH phases while NaOH gives rise to carbonated ones. Moreover, it was found that irrespective of the molar cationic ratio used (between 1 and 5), [Zn‐Al] LDHs could be obtained. The sample synthesized at R = 2 exhibited the best crystallinity.     

钴钒水滑石纳米片用于电催化尿素氧化

电解水是一种常用的制氢方法,但高能耗的阳极析氧反应(OER)阻碍了其应用。尿素氧化反应(UOR)具有较低的热力学电势,是最有前景的OER替代反应之一。过渡金属基水滑石具有独特的层状结构和层间阴离子可交换等优点,被认为是性能优异的UOR催化剂,然而目前大多数研究主要聚焦于后过渡金属元素。该研究通过一步法制备了具有前/后过渡金属的CoV-LDHs纳米片。与相同方法制备的Co(OH)₂相比,CoV-LDHs纳米片具有以下优点：1)纳米片结构有利于暴露更多的活性位点。2) V的引入增强了CoV-LDHs的亲水性,提高了其本征电催化动力学。3) Co (3d⁷4s²)和V (3d³4s²)之间的d-电子补偿效应有利于促进尿素的吸附。因此,CoV-LDHs仅需要1.52 V (vs. RHE) 就可以达到10 mA∙cm⁻²的电流密度,比Co(OH)₂低了70 mV,同时CoV-LDHs较低的塔菲尔斜率表明了其较快的反应动力学。此外,CoV-LDHs在连续反应10 h后,驱动电位几乎没有增加,表明其具有良好的稳定性。该研究结果不仅证明了前/后过渡金属之间的d-电子补偿效应可以提高UOR催化性能,还为设计高效的UOR催化剂提供了可行的途径。     

过渡金属取代型杂多阴离子柱撑水滑石上环己烯的催化氧化性能

类水滑石及杂多阴离子柱撑水滑石具有可调变的二维孔道结构,活性组分可在较宽的范围内进行调变,从而使其成为有应用前景的氧化催化剂'·'．迄今,以完整结构形态的水滑石为催化剂的催化氧化研究尚未见报道．我们发现［'－'j,含可变价元素的类水滑石和过渡金属取代型杂多阴离子柱撑水滑石具有在较低温度下活化分子氧,从而实现活泼烃类a－H氧化的能力·本文报道了M。AIXW;;ZO。。（M＝Mg'",Zn'";X＝p,St;Z＝Mn2＋,Fe2＋,C。2＋,Ni'",Cll'"）层柱材料上环己烯的催化氧化行为．1实验部分M。AI－XW;;ZO。。系列杂多…     

弱酸介质中类球形谷氨酸/镁铝层状双氢氧化物的制备

在弱酸性介质中,采用阴离子交换法合成了类球形的谷氨酸(Glu)/镁铝层状双氢氧化物(MgAl-LDH)复合物,研究了介质pH值对所得Glu/LDH纳米复合物性质和形貌的影响。结果表明,与碱性介质中阴离子交换法得到的不规则六角形粒子相比,该法制备的纳米粒子呈类球形,且粒径较小,最佳pH值为5.0,探讨了可能的反应机理。