光致发光沸石分子筛复合材料的研究进展

除传统的催化、 吸附分离和离子交换外, 主客体组装化学赋予了沸石分子筛材料独特的物理化学性质和广阔的应用前景. 本文聚焦光致发光沸石分子筛复合材料, 综述了这类材料最新的研究进展, 总结了不同发光客体, 如稀土金属、 金属簇、 量子点/碳点等与沸石分子筛形成的复合材料的制备方法与组装策略, 介绍了该类复合材料的光致发光性质和潜在应用, 探究了复合材料中可能存在的量子限域、 分子间相互作用、 能量转移和电子转移等对发光的影响, 并对未来光致发光沸石分子筛复合材料的发展前景进行了展望.     

纳米二氧化钛的量子尺寸效应及掺杂氧化锡对其光吸收的影响

采用溶胶-凝胶法制备了量子尺寸的纳米氧化钛和锡掺杂的纳米氧化钛,经过不同温度的热处理得到不同尺寸的粉末样品.通过X射线衍射(XRD)和电子衍射(ED) 表征了不同样品的物相组成和粒径(3～12 nm),通过反射谱(RS)深入研究了纳米氧化钛的量子尺寸效应及掺杂氧化锡对于纳米氧化钛光吸收性质的影响.实验结果表明纳米氧化钛有明显的光吸收量子尺寸效应,掺杂氧化锡促进了二氧化钛的锐钛矿向金红石相的转变,降低了相变起始温度.由于相变和尺寸变化两方面相反的作用,掺杂氧化锡对于二氧化钛光吸收边的位移影响不大.     

金红石相二氧化钛纳米晶的光催化活性

以苯酚光催化氧化和铬酸根光催化还原反庆为模型反应,研究不同粒径的金红石相二氧化钛纳米晶的光催化性活性。用XRD,TEM和BET等表明超细金红石相二氧化钛的粒径为7～8nm,UV-vis谱表明其吸收带边界蓝移11nm。在上述反应中,具有量子尺寸效应的金红石相二氧化钛(7nm)均表现出很高的催化活性,催化活性随粒径增大而迅速下降。7.2nm金红石相二氧化钛的光催化活性与6.8nm的锐钛矿相二氧化钛相当。     

纳米TiO_2材料对人类健康的环境风险分析

纳米二氧化钛具有卓越的物理化学性能,在环境、医学、电子信息等众多领域得到了广泛的应用.然而,随着纳米二氧化钛材料的广泛应用,它给环境及人类健康带来的潜在风险也开始引起人们的关注.相关研究表明,纳米二氧化钛颗粒或含纳米二氧化钛的材料对某些生物具有明显的毒性作用,且在特定条件下这种毒性作用会加强.本文对目前有关纳米二氧化钛应用中有关环境及健康风险的文献进行了综述,在介绍纳米二氧化钛材料在光催化作用等领域应用的基础上,分析了其对环境及人类健康可能带来的潜在风险,并提出了目前研究中存在的不足及进一步研究的建议.     

分子筛限域金属纳米粒子及其氧化还原反应应用的研究进展

沸石分子筛是一类孔隙均匀、结晶度高、结构多样、比表面积大的材料,在催化、分离、吸附等方面得到了广泛的应用。沸石分子筛已被证明是金属纳米粒子(MNPs)的理想载体。金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂不仅表现出优异的催化活性,而且具有较高的稳定性和择形催化性。此外,限域的金属纳米粒子与具有活性位点的纳米孔骨架的协同作用可以进一步提高复合催化剂的催化活性。金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂由于具有较高的活性、择形性和热稳定性等优点,在工业相关应用中引起了人们的极大关注。本文综述了金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂的研究进展,重点介绍了多种合成方法以及其在氢化和氧化反应中的应用进展。指出了金属纳米粒子@沸石分子筛催化剂领域存在的问题和挑战并对其未来发展进行展望。     

由沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的新型介孔分子筛材料

 人们合成了一系列介孔分子筛材料，并发现它们在催化、吸附与分离以及化学组装制备先进材料和分子器件等方面具有很大的潜在应用价值．但是，介孔分子筛材料相对于微孔沸石分子筛存在着两个致命弱点：较低的水热稳定性和较不活泼的催化活性中心．这两个弱点大大地影响了介孔分子筛在催化反应中的广泛应用．本文系统地综述了最近几年利用沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的介孔分子筛材料的研究进展．这包括利用硅铝沸石纳米粒子自组装制备具有强酸性和水热稳定的新型介孔硅铝分子筛材料，利用钛硅沸石纳米粒子自组装制备具有高催化氧化活性中心和水热稳定的新型钛硅介孔分子筛材料，以及利用含有不同杂原子的沸石纳米粒子自组装制备一系列水热稳定的新型介孔分子筛催化材料．     

微孔分子筛纳米晶的控制合成及其催化应用

纳米分子筛因具有高的外表面积和短的孔道结构而显示了独特的催化活性和选择性, 近年来已成为催化界的研究热点.本文就分子筛纳米晶的控制合成、催化基础研究,特别是当前分子筛纳米晶在自组装分级多孔材料和分子筛基纳米复合材料方面的新方向进行了系统的综述,分析了纳米分子筛研究中的机会和应用前景.     

羟基自由基在沸石分子筛合成中的作用

沸石分子筛由于具有独特的形选催化作用及可调的酸性, 已成为化学工业中最重要的固体催化材料. 沸石分子筛的合成主要基于碱性条件下的水热晶化, OH^?被认为起到催化硅铝物种的解聚及聚合作用. 近年来, 研究者发现了羟基自由基加速分子筛的水热晶化机制. 通过利用紫外光照射或芬顿反应等物理或化学方法向分子筛合成体系引入羟基自由基, 可以实现沸石分子筛的加速晶化及高硅沸石分子筛的合成. 理论计算结果表明, 羟基自由基可以促进Si—O—Si 键的断裂和重新生成, 从而显著加快分子筛成核并促进硅原子进入骨架. 本综述介绍了羟基自由基在沸石分子筛晶化方面的最新研究进展, 探讨了羟基自由基的主要作用和优势, 并对沸石分子筛合成的羟基自由基路线发展前景进行了展望.     

取向晶种法制备沸石分子筛膜研究进展

近年来沸石分子筛膜因在分离、 催化、 传感和防腐等研究领域具有重要的应用价值而引起广泛关注. 其中, 具有优先取向微观结构的沸石分子筛膜由于能够显著降低客体分子在膜内的扩散路径并减少膜内的晶间界缺陷密度, 成为膜分离学科的研究重点. 本文以b-轴取向MFI沸石分子筛膜为主线, 综述了国内外制备取向沸石分子筛膜的最新研究进展; 详细介绍了取向晶种法制膜工艺, 侧重总结了MFI沸石纳米片合成、 b-轴取向沸石晶种单层制备以及二次生长调控等方面的研究成果; 在深入探讨各类取向沸石分子筛膜制备策略的基础上, 分析探讨了其中存在的关键问题与解决措施, 最后对取向沸石分子筛膜的发展方向进行了展望.     

CQDs/TNS复合光催化剂的制备及其可见光催化活性

以明胶为原料用水热法一步合成了碳量子点(CQDs),经过聚乙二醇表面修饰后,在乙醇溶液中与二氧化钛纳米片(TNS)复合形成了碳量子点高分散负载的CQDs/TNS复合光催化剂.对复合光催化剂进行了XRD、FT-IR、HRTEM和XPS表征,结果表明合成的碳量子点的平均粒径为4nm且具有较好的荧光性能.与纯TNS相比,CQDs/TNS复合光催化剂在可见光下对罗丹明B表现出很好的光催化降解活性.当CQDs/TNS复合光催化剂中CQDs含量为7.5%时光催化活性最好,并且在3次循环降解后活性仍保持不变.其优异的光催化活性来自于碳量子点的独特上转换荧光性能和二氧化钛纳米片高活性{001}晶面的共同作用.     

PI/TiO_2纳米复合材料的耐溶剂和耐热性能研究

以可溶性聚酰亚胺PI(HQDPA DMMDA)和钛酸丁酯为原料 ,在共溶剂NMP中 ,通过溶胶 凝胶法制备出不同TiO2 含量的PI TiO2 复合膜 .采用TEM、TG DTG、DSC和溶剂抽提实验等手段表征了PI TiO2 复合膜的微结构和复合材料的耐溶剂性和耐热性等性能 .结果表明 ,TiO2 含量为 2 2 3wt%时 ,复合膜中TiO2 颗粒的平均尺寸为 1 0nm左右 .与纯PI膜相比 ,随着TiO2 含量的增加 ,PI TiO2 复合膜的耐溶剂性能显著增强 ,热稳定性明显提高 .复合材料的力学性能有所下降 .复合膜耐溶剂性和耐热性能的提高表明PI分子链与TiO2 无机网络间存在化学键联     

富硅壳层结构的无粘结剂MWW钛硅分子筛用作高选择性、 高稳定性的丙烯环氧化

环氧丙烷(PO)是一种重要的高活性丙烯衍生物,被广泛用于生产各种商业化学品(丙二醇、聚氨酯和表面活性剂等).目前,工业生产PO主要有传统的氯醇法(CP),共氧化法(叔丁基过氧化氢法、乙苯过氧化氢法和异丙苯过氧化氢法)和过氧化氢直接氧化法(HPPO).其中,HPPO具有反应条件温和、活性高、选择性好和污染小等特点,被认为...     

稀土掺杂的纳米TiO2分散性及光学性能研究

采用溶胶凝胶法在同一条件下制备REa+:Ti4+=0.02和0.10的稀土掺杂的纳米TiO2材料,其中REn+为Nd3+,Ce4+,La3+,Er3+四种稀土元素.通过TG-DTG,XRD,TEM,UV-Vis等测试方法对所制备的纳米TiO2进行焙烧温度、晶胞尺寸、晶粒形貌、谱学特性等方面的研究.研究表明,稀土掺杂的纳米TiO2径粒尺寸均在20 nm左右,少量稀土掺杂不但有利于TiO2颗粒的分散,而且有利于TiO2向金红石相转变.同时,由于表面修饰作用和晶场效应的影响,掺杂使纳米材料在可见光范围内有不同程度的"红移"现象,Ce4+掺杂的纳米TiO2在可见光的"红移"程度最强.稀土掺杂的纳米TiO2在农用膜和节能材料上可广泛运用.     

纳米CT成像表征锦纶6中TiO2颗粒分布状况

无机纳米材料与高分子基质共混构成有机-无机复合材料,对其电学、光学和机械性能产生显著影响,因而受到广泛关注.为使其性能得到切实改善,需要使无机纳米材料在高分子基质中均匀分散.对其分散状态的检测传统方法是对材料进行超薄、连续切片后,用透射电子显微镜(TEM)进     

纳米TiO_2对水中腐殖酸的吸附及光催化降解

研究了水体中腐殖酸 ( HA)在纳米 Ti O2 颗粒上的吸附行为 ,并探讨了其吸附机理 ,还研究了 HA的Ti O2 光催化降解效果 .结果表明 ,Ti O2 对 HA的吸附作用明显依赖于水溶液的 p H,也取决于 Ti O2 的零电荷点 ;HA的光催化降解效果与其在催化剂表面的吸附行为密切相关 ,提高吸附速率 ,HA的去除率也随之提高 ;增加催化剂用量也能改善降解程度     

表面修饰TiO2、ZrO2纳米微粒的DSC、TGA表征

采用ＤＳＣ及ＴＧＡ技术对制备的表面为硬脂酸修饰的二氧化钛及二氧化锆纳米微粒的热性能进行了研究，结合透射电的分析表征，结果表明，我们所得的ＴｉＯ２，ＺｒＯ２纳米微粒表面确为硬脂民修饰，由于其纳米微粒核的存在使其表面修饰层的熔点温度高；此外表面修饰纳米闰由于其大的比表面积和不稳定的晶体结构使其分别在７１０Ｋ左右产生粘着和型变。     

网络状纳米氧化锌光催化降解水中有机染料的研究

在太阳光照射条件下用自制的网络状纳米氧化锌对不同有机染料溶液的降解性能作了系统的研究。结果表明,网络状纳米氧化锌对弱碱性有机染料溶液的降解效果较好。本文还比较了自制网络状纳米氧化锌与纳米二氧化钛对有机染料的降解性能,氧化锌的降解效果明显优于二氧化钛。     

纳米二氧化硅复合悬浮液合成及聚合物吸附研究

从水玻璃合成了纳米硅溶胶,并以它为起始原核,通过水解钛酸正丁酯沉积二氧化钛,制得了稳定的二氧化钛复合二氧化硅纳米悬浮液,研究了添加的高分子两亲分散剂聚醚多胺在硅胶粒上的吸附和二氧化钛沉积过程中的贡献。研究结果表明,添加的聚醚多胺吸附在硅胶粒表面,有利于硅溶胶的稳定;钛酸正丁酯-丁醇-硫酸水解反应是可逆的,二氧化钛向硅胶粒定向沉积,这些沉积物呈无定形态,在沉积过程中,吸附的这些添加剂发生离子化,其阳离子端基形成的离子氛有利于二氧化钛沉积,并能减少胶粒粘接或团聚。     

以廉价的钛酸丁酯为钛源制备TiO2柱层状铌酸

以HNb3O8为层板主体, 正癸胺为预支撑剂, 以钛酸丁酯为钛源, 采用逐步离子交换法制备出钛(IV)多聚阳离子柱撑的铌酸盐, 经在空气中高温焙烧后得到TiO2柱层状铌酸. 用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附技术和透射电镜(TEM)对产物结构进行了表征. TiO2柱层状铌酸的层间距为1.39 nm, 柱高为0.63 nm, 比表面积为35 m2•g－1. 该层柱材料具有良好的热稳定性, 在823 K的空气气氛中焙烧处理后, 其层柱结构仍能保持. 与先前用异丙氧钛为钛源制备TiO2柱层状铌酸的研究结果进行对照可知, 以廉价的钛酸丁酯代替异丙氧钛作钛源是可行的. 证明Ti(IV)多聚阳离子中不含CH3COO—等有机基团, 该多聚阳离子物种的形式是[Ti(OH)x(H2O)y]z＋.     

Electric Fields on FSM-16 Surface

The surface of mesoporous silicate, FSM-16, was investigated by infrared spectroscopy (IR) using methane and carbon monoxide as molecular probe. The appearance of 1-peak of adsorbed CH4 indicated the presence of electric field (1.4 × 105 esu) which is attributed to a weakly polarized free silanol site (site-1). The site was located at the void of oxygen framework in FSM-16 pore wall. In addition, the presence of site-2 without any electric field was found by IR spectra of adsorbed CO. The latter site was assigned to a interacted silanol groups and/or a Si–O–Si site.