γ-AlOOH纳米棒的水热合成与形貌调控

γ-AlOOH作为液相法合成γ-Al₂O₃的前驱体,其形貌与最终产物的性能密切相关。 本文采用水热法合成γ-AlOOH纳米棒,通过改变Al³⁺浓度和沉淀剂的种类调控γ-AlOOH纳米棒的长径比,利用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征产物的晶体结构和形貌。 结果表明,随Al³⁺浓度增大可得到长径比在5.9~8.0的γ-AlOOH纳米棒,而改变沉淀剂的种类可进一步将长径比增大到8.0~10.0。 通过对产物结晶过程的分析,发现增大Al³⁺浓度和增强沉淀剂碱性均可以促进铝离子与羟基的配合。 提高反应体系中Al(OH)₃浓度,有利于γ-AlOOH晶粒的成核,促进了晶核之间的定向接触,从而提高了纳米棒的长径比。 长径比为10.0的γ-AlOOH纳米棒烧结所得纳米γ-Al₂O₃改性变压器油(体积分数为0.1%)的正冲击击穿强度较纯油提高9.9%.     

磷酸铋纳米棒的可控合成及其光催化性能

采用水热法合成了形貌可控的磷酸铋纳米棒光催化剂,并以亚甲基蓝(MB)为探针研究了其光催化活性.利用粉末X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)对产物进行了表征.研究发现甘油含量、水热时间、水热温度及前驱体浓度会影响磷酸铋纳米棒的形貌及结构.甘油含量和前驱体浓度主要影响产物形貌.随着甘油含量的增加,产物的长径比先增大后减小.前驱体浓度越低,所得BiPO4纳米棒的尺寸越小,长径比越大.水热时间短时,产物结晶度差,且为六方相,时间延长后转化为单斜相.水热温度过低或过高均不利于完美晶体的形成,160°C时产物的结晶度最高.实验结果表明:BiPO4纳米棒在紫外光下具有良好的光催化性能,其光催化活性受长径比和尺寸大小影响的总体趋势是长径比越大,尺寸越小,其光催化活性越强.结晶度对BiPO4的光催化性能影响较大,结晶度越高,其光催化活性越好.单斜相BiPO4的光催化活性较六方相的强.     

离子液体辅助水热法合成六方片状γ-Al_2O_3

采用离子液体辅助水热法,以氯化铝为铝源,正丁胺为沉淀剂,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)为模板,合成了具有特殊晶面取向的六方片状γ-Al_2O_3介孔材料,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及N2等温吸-脱附等方法对产物进行了表征.结果表明,离子液体的加入改变了前驱体的晶相组成,通过调节[Bmim]BF4的用量能够促使前驱体从γ-Al OOH向三水铝石与督三水铝石混合晶相进行相转变,经过高温焙烧形成相应的氧化铝产物,最终实现氧化铝从菱形纳米片向六方纳米片的结构转变.当[Bmim]BF4与铝源的摩尔比为0. 15时,160℃下反应24 h能够获得形貌均匀且规整的六方片状γ-Al_2O_3,其平均粒径约为600 nm,厚度为200 nm,上下基底面为{111}晶面族,侧面由{110}晶面族组成.相比于无模板作用下得到的菱形纳米片,六方片状γ-Al_2O_3具有更大的比表面积(203 m2/g)和孔径更为均一(4. 2 nm)的介孔孔道.本文还对离子液体控制合成介孔氧化铝的模板机理进行了研究.     

Pt/γ-AlOOH纳米棒复合催化材料的制备与性能

水热法制备了γ-AlOOH纳米棒,再以此纳米棒为载体,通过浸渍-NaBH4还原法制备了Pt/γ-AlOOH催化剂,考察了Pt/γ-AlOOH室温催化氧化甲醛的性能及Pt负载量对催化性能的影响。通过XRD,XPS,TEM和N2吸附-脱附测试等手段对所制备的样品进行表征。研究结果表明:Pt/γ-AlOOH催化剂比Pt/γ-Al2O_3具有更高的催化活性,主要是由于前者表面具有丰富的羟基基团和高分散Pt纳米颗粒。Pt/γ-AlOOH催化剂的活性先随Pt含量(0.05%~0.5%(w/w))的增加而增加,最后基本保持不变。从催化活性和成本两方面考虑,0.2%(w/w)Pt为最佳负载量。     

γ-Al_2O_3复合膜的制备及顶膜完整性检验

用工业产品PURSAL SB粉代替醇盐制备γ-AlOOH溶胶,准弹性光散射实验表明,溶胶粒径分布集中在35nm左右,由该溶胶而得到的γ-Al_2O_3非担载膜的孔径分布很窄,平均孔径为4.8nm,比表面积为320m~2/g.用该方法制备的γ-AlOOH溶胶经两次浸涂、干燥、焙烧循环,能在多孔α-Al_2O_3底膜上形成完整的γ-Al_2O_3顶膜,用SEM电子显微镜没有观察到有裂缝或针孔的形成,气体渗透实验结果也证实了γ-Al_2O_3的顶膜是完整的。     

γ射线辐照法制备CdS纳米棒及性能表征

在pH=3的酸性条件下,以硫酸镉和硫代乙酰胺(TAA)为反应前驱体,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)自组装形成的管状胶束(PVAC)为模板,通过γ射线辐照法成功合成了CdS纳米棒,并通过XRD、UV-Vis、SAED、TEM和PL等技术对反应中间产物及最终产物进行了表征。研究表明,该方法在Cd²⁺浓度为0.015 mol·L^-1、辐照剂量为15～20 kGy时,可获得直径在100 nm以下,长度在3 μm以上的CdS纳米棒;并且较低的辐照剂量和反应物浓度有利于获得较大长径比的CdS纳米棒。     

Mn离子掺杂对α-FeOOH结构和形貌的影响

本文采用水热合成方法,在120℃碱性条件下制备出形貌均一的短棒状α-FeOOH纳米粒子,对其进行了金属离子Mn的掺杂。系统研究了Mn离子掺杂对产物物相结构和形貌的影响,对产物进行了X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、穆斯堡尔谱(MES)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征。结果表明:低浓度Mn离子掺杂对α-FeOOH的形成起了形貌和物相调控作用。α-FeOOH纳米棒的长径比随着Mn离子加入量的增大逐渐增加;当nMn(Ⅱ)/nFe(Ⅲ)=0.30时,产物变成了α-(Fe,Mn)OOH和MnFe2O4的混合物,形貌为纳米棒和纳米颗粒。     

PbO/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷氧化偶联的反应特性

从金属氧化物-担体相互作用观点研究了PbO/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷氧化偶联的反应特性,进行了反应评价及XPS和XRD测定。结果表明:(1)即使PbO含量较低,处于单层分散状态的PbO仍与PbO微晶共存于γ-Al_2O_3表面;(2)PbO/γ-Al_2O_3对甲烷氧化偶联反应的活性与表面Pb/Al原子比线性相关;(3)PbO在氧化气氛中部分转化为PbO_2,部分与Al_2O_3化合生成PbAl_2O_4复合氧化物,是难以提高表面P/Al原子比的主要原因。     

Pd/γ-Al_2O_3催化剂催化氧化邻-二甲苯

利用纳米γ-Al_2O_3(10 nm)和普通γ-Al_2O_3(200-300 nm),采用浸渍法制备了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂,考察了其催化氧化邻-二甲苯的性能以及催化剂的活性在氢气还原前后的区别。实验结果发现1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)在H_2还原后催化氧化邻-二甲苯的活性最高,T_(90)为150℃。利用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,研究了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂物性结构与催化性能之间的构效关系。结果表明,还原态Pd是H_2还原后催化剂催化氧化邻-二甲苯的活性物种;Pd的颗粒大小与催化剂活性有显著的关系,小粒径有利于催化剂活性提高;纳米γ-Al_2O_3载体与Pd之间的相互作用强,有利于Pd的粒径控制和分散,从而提高1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)催化剂的活性。     

一种制备高长径比金纳米棒的新方法

报道了一种制备高长径比金纳米棒的新方法. 在25 ℃条件下, 采用种子介导生长法, 通过优化表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的浓度, 制备了长度(200±18.62) nm, 长径比大于10的金纳米棒, 并讨论了金纳米棒的形成机制. 结果表明, 金纳米棒的长径比和纵向吸收波长与CTAB的浓度有关. 此外, 通过提高反应液的离子强度, 利用制备的金纳米棒与球形颗粒不同的静电作用将金纳米棒分离纯化. 运用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对金纳米棒的表面形貌进行表征.     

稀土离子掺杂LaPO4纳米结构材料形貌、物相的调控及发光性能

利用水热合成技术,通过改变掺杂稀土离子的种类、掺杂浓度及添加剂的种类可实现LaPO4纳米结构材料形貌及物相的调控,同时还研究了合成材料的光致发光性能.结果表明:Ce3+离子掺杂浓度的增加可导致LaPO4纳米棒发生由单斜相向六方相的转变,而Tb3+离子掺杂浓度增加到相同的范围则不能够引起该相转变的发生;具有较小尺寸的LaPO4纳米棒易于"肩并肩"聚集形成纳米棒束;改变掺杂稀土离子的种类和浓度可调控纳米棒束的长度(150 nm～2.0μm),但对纳米棒束的直径影响不大(40～60 nm);添加剂的加入使纳米棒束更均一,对其相结构则基本没有影响;在紫外光激发下,单掺杂Ce3+或Tb3+离子的LaPO4纳米棒束分别表现出Ce3+或Tb3+离子的特征发射,由于Ce3+,Tb3+离子间存在有效的能量传递,Ce3+,Tb3+离子共掺杂的LaPO4纳米棒束表现出较强的Tb3+离子的绿光发射.     

CuCl/γ-Al_2O_3体系的XPS、SSIMS、ISS研究

用XPS,SSIMS,ISS研究了CuCl在γ-Al_2O_3上的分散状态。结果指出:CuCl在γ-Al_2O_3表面呈单层分散,用XPS得出的I_Cu/I_Al强度比与总CuCl含量曲线的转折点同XRD外推法得到的最大单层分散量相近。Cu 2p3/2光电子结合能随样品中CuCl浓度的增加而下降,分散后的CuCl与纯CuCl在价带谱上有明显不同。ISS研究表明,CuCl/γ-Al_2O_3上单层分散的Cu~+对He~+的散射峰比纯CuCl高11eV,这些结果说明CuCl与γ-Al_2O_3表面有较强的相互作用。分散后CuCl的Auger峰变宽可由γ-Al_2O_3表面的不均匀性解释。     

CuCl/γ-Al2O3体系的XPS、SSIMS、ISS研究

用XPS, SSIMS, ISS研究了CuCl在γ-Al_2O_3上的分散状态。结果指出: CuCl在γ-Al_2O_3表面呈单层分散, 用XPS得出的I_Cu/I_Al强度比与总CuCl含量曲线的转折点同XRD外推法得到的最大单层分散量相近。Cu 2p3/2光电子结合能随样品中CuCl浓度的增加而下降, 分散后的CuCl与纯CuCl在价带谱上有明显不同。ISS研究表明, CuCl/γ-Al_2O_3上单层分散的Cu~+对He~+的散射峰比纯CuCl高11 eV, 这些结果说明CuCl与γ-Al_2O_3表面有较强的相互作用。分散后CuCl的Auger峰变宽可由γ-Al_2O_3表面的不均匀性解释。     

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸与纳米氧化铝和勃姆石的作用

采用多种现代分析手段研究了烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)与纳米氧化铝(γ-Al2O3)和纳米勃姆石(γ-AlOOH)的相互作用,结果显示NADP+与γ-AlOOH主要通过静电作用相结合,而在γ-Al2O3表面除了静电和氢键作用外,还存在通过铝与磷酸根中的氧配位形成的内层配合物;在3相似文献   

硼酸铝纳米棒的制备、结构及生长机理

以仲丁醇铝和硼酸为原料, 葡萄糖作模板剂, 在水介质中120 ℃形成淡黄色干凝胶, 再于750 ℃焙烧得到尺寸均一的硼酸铝纳米棒. 通过改变仲丁醇铝/硼酸的摩尔比实现了对产物形貌及长径比的控制合成. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对产物结构和形貌进行表征. 结果表明产物为Al4B2O9纳米棒, 直径为15-45 nm, 长度为100-300 nm. 根据表征结果对葡萄糖参与的硼酸铝纳米棒的生长机理进行了探讨. 结果表明, 葡萄糖与硼酸反应产生网状结构的配合物, 同时释放质子, 促使铝源均匀地分散在网格间, 为硼酸铝的生成提供一有利的反应空间. 纳米棒的生长为自催化生长过程, 在750 ℃热处理时沿着(100)面方向生长.     

纳米Fe_3O_4及钴离子掺杂Fe_3O_4:有机碱共沉淀制备和磁性质

以有机碱四甲基氢氧化铵(TMAH)为沉淀剂合成了纳米Fe3O4和Co2+掺杂的纳米Fe3O4粒子。分别讨论了碱用量,铁盐溶液浓度,反应温度,有机碱及PEG-4000的分散性等因素对纳米Fe3O4的形貌影响。结果表明,所合成的纳米Fe3O4为30nm左右的反尖晶石型面心立方结构,有机碱除了起沉淀剂作用,还能够提高纳米Fe3O4的分散性。本文还讨论了不同Co2+掺入量的纳米Fe3O4粒子的磁性质,结果表明Co2+掺杂的纳米Fe3O4粒子的矫顽力在不同掺入量的下有较大的改变。当Co2+掺入量为10.0%时,纳米Fe3O4的矫顽力达到最大值,为1628Oe。     

PSS辅助水热合成分级结构纳米γ-Al2O3及其CO2吸附性能增强

以AlCl_3·6H_2O为铝源、CH_3COOK为沉淀剂、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为结构调节剂,采用温和水热焙烧法成功地制备了系列对CO_2吸附性能增强的分级结构纳米γ-Al_2O_3。采用XRD、SEM和N2吸附-脱附等手段,对比研究了PSS浓度对产物物相结构、形貌、织构性质及其在室温下对CO_2吸附性能的影响。研究表明,PSS对产物形貌、织构性质及其CO_2吸附性能具有明显的调控作用。不添加PSS时产物表现为不规则的块状粒子,PSS浓度依次增加到2、4和6 g·L~(-1)后,产物分别表现为不规则的棒状团簇体微米级粒子、类球形棒状团簇体微米级粒子、相互交织的纤维状微米级粒子,并且其比表面积和孔容逐渐增加;添加PSS后产物的CO_2吸附量增加、吸附动力学加快,尤其是PSS浓度为6 g·L~(-1)时,相应产物的最高吸附量为0.68 mmol·g~(-1),6次循环再生后其吸附量仍基本保持稳定。     

CuMnCeLa-O/γ-Al2O3催化剂助燃脱硝性能研究

采用等体积浸渍法制备了Cu Mn-O/γ-Al_2O_3、Cu Mn Ce-O/γ-Al_2O_3和Cu Mn Ce La-O/γ-Al_2O_3催化剂.用XRD、BET、SEM、XPS和H_2-TPR技术对其物相和表面性质进行了表征.在连续固定床微反装置上评价了催化剂的CO+O_2和CO+NO反应性能.结果表明,催化剂样品中观测不到Cu O、Mn O_x、Ce O_2和La_2O_3的XRD晶相峰,活性组分在γ-Al_2O_3载体表面呈高度分散状态.Ce、La的引入对催化剂的比表面积、孔容和孔径分布影响不大.SEM谱图中未观测到活性组分的形貌,金属氧化物在载体表面均匀分布.Ce~(3+)!Ce~(4+)之间的可变价转换,引起Cu Mn Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂表相Cu O中具有非完整结构的[Cu~(2+)_(1-x)Cu_x~+][O_(1-2)1_x□1_(2x)]增多,Cu~+/Cu~(2+)比例增大,表相氧空位增多,H_2-TPR还原峰温度向低温区偏移.Ce~(4+)、La~(3+)之间不平衡电荷以及共生过程中Cu-Mn-Ce-La-O之间的强相互作用,加大了Cu O和Mn O_x结构的不完整性,导致Cu Mn Ce La-O/γ-Al_2O_3催化剂样品表相产生更多的Cu~+、Mn~(2+)、Mn~(3+)和氧空位,相应的H_2-TPR还原峰温度进一步向低温区偏移.催化氧化CO和CO催化还原NO实验结果表明,在反应空速20 000 h~(-1),350℃反应温度下,Cu Mn Ce La-O/γ-Al_2O_3催化剂CO催化还原NO反应的CO转化率达到88.2%,NO转化率达到了96.1%,表现出了较好的氧化还原活性.     

铟掺杂调控氧化锌纳米棒长径比

利用水热法合成了铟掺杂的氧化锌(In-ZnO)纳米棒. X射线衍射(XRD)结果表明铟掺杂能导致氧化锌晶格膨胀. 扫描电镜(SEM)结果显示, 随着前驱液中铟浓度的增加, 氧化锌纳米棒的长径比先减小后增大, 在铟原子浓度为1.0% (原子分数, x), 长径比达到最小值; 随着前驱液中铟浓度继续增加, 长径比增大. 从晶体生长角度考虑, 溶液中存在四羟基铟(In(OH)₄^-)生长基元, 该生长基元可转化为铟替位掺杂(In_Zn)和羟基铟氧化物(InOOH)两种状态, 二者之间存在竞争关系, 共同引起长径比的非线性变化. 当铟原子分数小于1.0%时, In_Zn是主要存在形式, 其能破坏锌极性面, 从而抑制(002)晶面的生长. 当铟原子浓度高于1.0%时, 生成微量的InOOH, 其能起到晶粒粘结剂的作用, 促进(002)面的生长. 因此, 可以通过改变前驱液中铟的浓度, 调控氧化锌纳米棒的长径比. 本文阐述了In-ZnO的生长机理, 并提供一种制备实用的掺杂氧化锌纳米棒的方法.     

纳米膜组装介孔Al2O3：合成及Pt/Al2O3的硝基苯催化加氢性能

以"乙酸乙酯(EA)-偏铝酸钠-水"体系在室温下合成了纳米膜组装介孔Al2O3。研究发现:合成反应时间、静置前搅拌时间、NaAlO2用量、EA用量及反应温度等对合成产物的形貌有影响;另外,与用商品γ-Al2O3制备的Pt/γ-Al2O3催化剂相比,纳米膜组装介孔Al2O3制备的Pt/Al2O3催化剂含有部分易被还原的PtOx物种。在硝基苯催化加氢反应中,用合成Al2O3为载体制备的Pt/Al2O3催化剂,比用商品γ-Al2O3制备的Pt/γ-Al2O3催化剂具有更好的催化活性。