表面活性剂辅助水热制备形貌结构可控的MoS_2及其蒽加氢性能（英文）

随着原油资源重质化和劣质化的加剧以及对清洁燃料油品需求的不断增加,将重质油加工成清洁燃料成为现代炼厂面临的挑战.悬浮床加氢是重质油转化为清洁液体燃料的先进技术,其核心难题是高效加氢催化剂的开发.MoS_2在石油化工领域油品加氢提质研究中表现出非常好的催化加氢性能.MoS_2晶体结构中有两种面:沿S-Mo-S层间的剥离面,又称基面,化学性质稳定;沿Mo-S的断裂面,又称棱面,具有大量的不饱和键,化学性质不稳定,可做催化活性中心.由于MoS_2结构和形貌对其物理化学性能有重要影响,所以通过合理设计和调控MoS_2的结构和形貌可增加暴露的催化活性位,进而改善其催化性能.本文以七钼酸铵和硫代乙酰胺为原料,水合肼做还原剂,采用不同表面活性剂(包括PEG,PVP,P123,SDS,AOT和CTAB)辅助的水热合成法制备了结构及形貌可控的MoS_2,并提出不同表面活性剂条件下MoS_2催化剂的生长机理,进一步研究了重油模型化合物稠环芳烃蒽的催化加氢性能.结果表明,在不同表面活性剂辅助的条件下分别制得了由MoS_2纳米片组装而成的球形、块状和花状的MoS_2产物;通过改变表面活性剂种类可调变MoS_2纳米片的长度、堆积层数、层间距以及最终产物的形貌.在PEG或PVP辅助下得到了球形MoS_2产物,其中MoS_2纳米片长15 nm,堆积层数6.在PEG辅助下制备的球形MoS_2粒径约为250 nm,尺寸均一且分散性好.在PVP辅助下MoS_2粒径在200–450 nm,粒径分布范围宽且有明显团聚.在P123或SDS辅助下得到了团聚较明显的块状微米级MoS_2产物.在P123辅助下得到的MoS_2纳米片长15 nm,层数6.在SDS辅助下制备的MoS_2纳米片长20 nm,堆积层数8.在AOT或CTAB辅助下得到团聚比较严重的花状微米级MoS_2产物,其中MoS_2纳米片长20 nm,堆积层数8.另外,水热反应过程中,高温高压的环境促进了反应体系中游离的NH_4~+插入到MoS_2层状结构中,导致MoS_2纳米片层间距增大.基于此,本文提出了不同表面活性剂辅助的水热过程中不同结构和形貌MoS_2产物的形成机理.对不同结构和形貌的MoS_2样品进行了悬浮床蒽加氢催化性能评价.结果表明,PEG辅助制备的MoS_2催化剂具有最高催化加氢活性.该MoS_2催化剂中纳米片层短,堆积层数少,暴露了更多的加氢活性位.单分散的球形MoS_2颗粒粒径小,分散性好,有利于加氢活性位的充分暴露,进而表现出较好的催化性能.本文所采用的表面活性剂辅助的水热法为可控合成不同结构和形貌的过渡金属硫化物提供了有效指导和借鉴.     

NiMo 催化剂上MoS2 形貌与其DBT 加氢脱硫选择性的关系

制备了两个系列不同镍钼负载量的NiMo 催化剂,并用X 衍射、N2 物理吸附和透射电镜进行了表征。以二苯并噻吩
为模型硫化物,在高压固定床微型反应器上对该NiMo 催化剂的加氢脱硫性能进行了评价,研究了MoS2 形貌与催化剂加氢脱
硫选择性之间的关系。结果表明,镍钼负载量对MoS2 形貌有明显的影响。Mo18Ni4 催化剂(含18% MoO3 和4% NiO)上
MoS2 呈多级层状结构,具有较高的加氢脱硫活性和优异的加氢脱硫选择性。加氢选择性与催化剂上活性组分MoS2 的堆积层
数相关联呈很好的线性关系;堆积层数越多,其加氢选择性也越高。     

花瓣状微球MoS_2/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能

采用有利于二维层状结构形成的L-半胱氨酸作为硫源,钼酸钠作为钼源,制备聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)辅助水热合成花瓣状微球形貌的MoS2/还原氧化石墨烯复合电极材料(PVP-MoS2/RGO).X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)证实,经过PVP的适量添加,MoS2有序堆垛结构的片层数目明显减少.扫描电子显微镜(SEM)显示,添加适量PVP的MoS2/石墨烯材料具有分散性更好的花瓣状微球形貌.上述的少层有序堆垛结构及复合材料的良好分散性缩短了MoS2中锂离子的嵌入/脱出路径,使其具有更高的容量、循环稳定性和倍率性能.     

纳/微米二硫化钼的化学制备及其催化加氢脱硫应用

二硫化钼(MoS2)是典型的层状过渡金属硫化物,因其在加氢催化、润滑、光电领域的广泛应用而备受关注。纳/微米材料由于特殊的微观结构而表现出很多优异的性质,因此具有特定形貌和结构的MoS2纳/微米材料的合成及性能研究对层状无机化合物的发展有重要意义。针对近年不断涌现的有关纳/微米MoS2及其在相关领域应用的报道,本文综述了MoS2的化学制备方法,主要介绍了基于热分解法、硫化法、水热/溶剂热法、液相沉淀法及新颖的物理化学联合技术等制备具有不同形貌和性能的纳/微米级MoS2及其复合材料,讨论了反应条件对产物形貌和性能的影响,评述了各种方法的特点。此外,简要介绍了非负载型和负载型MoS2催化剂在油品加氢脱硫方面的应用,并展望了其发展方向和应用前景。     

水热沉积法制备高分散W/Al2O3加氢脱硫催化剂

提出了一种用于制备高分散型W/Al2O3加氢脱硫催化剂的水热沉积法.该方法利用钨酸钠和盐酸在水热条件下的沉积反应生成纳米WO3,通过加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵可防止WO3颗粒的团聚,从而实现了WO3在Al2O3载体上的高分散负载.采用X射线光电子能谱、高分辨率透射电镜、N2物理吸附以及氢气程序升温还原等技术对W/Al2O3催化剂进行了表征,并以二苯并噻吩的加氢脱硫作为模型反应评价了催化剂的催化性能.结果表明,与采用常规浸渍法制备的具有相同活性组分含量的催化剂相比,采用水热沉积法制备的催化剂具有更高的WO3分散度(表面W/Al原子比从0.051提高到0.061)、更大的比表面积和孔体积;活性组分与载体间的相互作用减弱,WO3的最高还原温度从1 030℃降低到1 015℃,预硫化后催化剂上的活性物种WS2具有更短的片层长度和更高的堆积程度,WS2片层的平均长度从7.78 nm减小到5.71 nm,平均堆积层数从1.23增加到1.41;催化剂对二苯并噻吩的加氢脱硫活性比浸渍法制备的催化剂高15%~18%.     

水热法制备核壳结构的纳米Ag-Fe2O3复合氧化物

在PVP(聚乙烯吡咯烷酮)辅助下用水热法制备Ag Fe2O3核壳结构的纳米复合粒子,利用XRD、TEM、磁性测量系统对产品进行了表征,研究了水热温度、时间及表面活性剂等因素对产品形貌的影响.结果表明:在水热温度为120℃时,粒子直径约为60 nm,温度升高和反应时间增加都使粒子直径增大;产品在120℃和180℃时,剩磁量分别为0.0022和0.0034 emu/g,矫顽力分别为245.16和313.98 Oe.     

室温固相化学反应法合成Cd(OH)2纳米棒

在表面活性剂聚乙二醇(PEG)存在下,利用Cd(Ac)2·2H2O,CdCl2·2.5H2O,3CdSO4·8H2O和CdCO3分别与NaOH在室温下进行固相化学反应,合成了一系列的Cd(OH)2纳米棒,并利用XRD,TEM和SEM对其结构和形貌进行了表征.实验结果表明,表面活性剂PEG在Cd(OH)2纳米棒的形成过程中充当软模板,对产物形貌的控制起到决定作用.利用这种表面活性剂辅助的软模板固相化学反应法合成一维纳米材料,具有简便易行、反应条件温和以及能耗低等优点.     

温和条件下制备形貌可控的羟基磷灰石

在温和条件下采用简单的实验方法成功制备出不同结构和形貌的羟基磷灰石(HAP)纳米粒子。采用沉淀-水解两步法,以PEG和PVP为表面活性剂,在沉淀步骤制备出前驱体CaHPO₄粒子,然后在100℃、常压条件下水解获得高结晶度的HAP纳米棒。采用PEG制备的纳米棒形貌均匀、纵横比高;采用PVP制备的纳米棒尺寸范围较宽且尺寸较小。直接采用一步沉淀法也能够成功制备出HAP纳米粒子。采用PEG制备出麦穗状的纳米粒子;采用PVP制备出尺寸小的纳米棒和纳米粒子混合物。HAP纳米晶的结构和形貌因制备条件不同发生很大变化,故而控制其合成,有望用于生物医药领域。     

表面活性剂对水热制备钨酸铋形貌及光催化性能的影响

通过简单水热制备了大小均一,直径约为2.5 μm的球状Bi2WO6粉体.系统研究表面活性剂SDS和PVP对水热制备Bi2WO6光催化剂的影响.利用XRD,EDS,SEM,TEM和DRS等分析技术对催化剂的组成、形貌、比表面积和带隙宽度等进行了表征.实验结果表明,表面活性剂对催化剂的形貌和催化活性有较大影响.在水热制备过...     

聚乙二醇稳定的RuB纳米粒子催化苯选择加氢为环己烯的性能研究

PEG稳定的RuB纳米粒子对苯选择加氢制备环己烯显示出良好的催化性能,在不添加硫酸锌的条件下,该体系催化的苯选择性加氢中,环己烯收率高达29%。这一体系的高催化性能是由于PEG稳定的RuB纳米粒子,使催化剂表面的亲水性增强,提高了环己烯的选择性。     

Graphite-incorporated MoS2 nanotubes: a new coaxial binary system

Graphite-filled MoS2 nanotubes were synthesized by pyrolizing propylene inside MoS2 nanotubes prepared by a template-assisted technique. The large coaxial nanotubes were constituted of graphite sheets inserted between the MoS2 layers, forming the outer part, and coaxial multiwall carbon nanotubes intercalated with MoS2 inside. High-resolution electron microscopy (HREM) and electron energy loss spectroscopy techniques along with molecular dynamics simulation and quantum mechanical calculations were used to characterize the samples. The one-dimensional structures exhibit diverse morphologies such as long straight and twisted nanotubes with several structural irregularities. The interplanar spacing between the MoS2 layers was found to increase from 6.3 to 7.4 A due to intercalation with carbon. Simulated HREM images revealed the presence of mechanical strains in the carbon-intercalated MoS2 layers as the reason for obtaining these twisted nanostructures. The mechanism of formation of carbon-intercalated MoS2 tubular structures and their stability and electronic properties are discussed. Our results open up the possibility of using MoS2 nanotubes as templates for the synthesis of new one-dimensional binary-phase systems.     

K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O的形貌可控合成及光催化性能

钽酸盐光催化材料往往具有较高的光催化活性.近年报道的钽酸盐光催化剂主要采用传统高温固相法制备,该方法不可避免地导致高温烧结,使合成的钽酸盐颗粒较大,比表面积较小,而且该方法具有不可克服的晶体转变、结晶度差、分解、挥发和纯度低等缺点,使制备的光催化剂活性较低.而纳米材料由于粒径小,提高了电子和空穴的扩散速度,大大降低了电子和空穴在材料内的复合几率,从而使光催化材料活性大幅提高.此外,粒径减小也使表面原子迅速增多,减小了光的漫反射,同时也使光吸收不易达到饱和,有利于提高光吸收效率.因此,制备纳米材料是提高半导体光催化剂活性的有效手段.目前,采用湿化学的溶液合成方法能在较低温度下获得粒度小且均匀、计量比准确的光催化剂粉末,但是合成钽酸盐光催化剂的水溶性钽前体即乙醇钽(或氯化钽)价格昂贵,而且对潮湿极端敏感易水解,使产物纯度降低,不适合工业化生产.近年来,尽管有文献报道以Ta2O5为原料利用水热、溶胶-凝胶和共沉淀等方法制备钽酸盐,但其合成条件苛刻,合成步骤复杂,合成周期较长,耗能大,产物产量较低且不均匀,很难实现产物的形貌控制来筛选出适合光催化反应的材料.目前关于纳米钽酸盐光催化材料形貌控制方面的研究鲜有报道,主要是由于Ta2O5极难溶解,很难实现液相合成.因此,纳米钽酸盐光催化材料的可控制备是研究的难点.我们发展了熔盐-水热制备钽酸盐新方法,实现了K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O的可控制备.利用熔盐法制备一种可溶性钽酸盐前驱体,再通过水热法在液相进一步反应制得纳米钽酸盐光催化材料K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O,通过控制反应条件实现了纳米钽酸盐K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O的形貌调控,得到了纳米球、微球、去顶八面体形貌和类似榴莲形貌等不同形貌,而利用其它制备方法很难控制钽酸盐的形貌.另外,研究了制备材料吸附和光催化降解罗丹明B的性能,发现该材料光催化活性与形貌直接相关.表征结果表明,制备样品的X射线衍射(XRD)谱图尖锐,结晶较好,其各衍射峰位置均与K2Ta2O6一致,为纯相烧绿石结构,属于立方晶系,空间群为Fd3m.通过分析合成材料的元素组成及含量,确定K：Na：Ta比例近似为1.9：0.1：2.为了进一步研究属于烧绿石型化合物K1.9Na0.1Ta2O6·2H2O的结构,对不同形貌材料进行了红外光谱测试,所有样品在450–1000 cm–1的谱峰可归属于(K, Na)–O和Ta–O键的振动,3300 cm–1左右为晶体结构中水的羟基伸缩振动峰,1720 cm–1左右是晶体结构中水的弯曲振动峰.可以看出,不同形貌材料的红外谱图吸收带宽度和位置十分相似,只存在小的偏移和变化,进一步表明不同形貌的材料具有相似的晶体结构,与XRD结果一致.差热-热重分析确定了结构中所含结晶水数量近似为2.光催化性能测试结果表明,具有纳米球形貌的材料比表面积较大,因而光催化活性最高.     

Comparable Studies of Adsorption and Magnetic Properties of Ferrite MnFe_2O_4 Nanoparticles,Porous Bulks and Nanowires

The spinel ferrites MnFe2O4 nanowires were synthesized by hydrothermal route,porous MnFe2O4 and nanoparticles morphologies were synthesized by sol-gel method with egg white.The structures,morphologies,magnetic properties and adsorption properties of these obtained ferrites with different morphologies were studied contrastively.Results show that the obtained samples exhibit ferromagnetic properties.This realizes convenient magnetic separation from solution when they are used in the treatment of organic dyes ...     

Supercapacitive performances of few-layer MoS2 on reduced graphene oxides

Journal of Solid State Electrochemistry - Reduced graphene oxide/molybdenum disulfide composites (RGO/MoS2s) with steric structures were directly synthesized via a hydrothermal approach using a...     

以聚乙二醇为模板剂制备MoS2空心微球

以聚乙二醇(PEG)为模板剂, 采用软模板法制备出MoS2空心微球, 并采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行表征. 结果表明, 所制备的MoS2为粒径约2-7 μm的空心微球, 但结晶程度较差, 需通过退火工艺进行改善; 聚乙二醇与MoS2发生了较为强烈的有机-无机杂化作用, 其浓度和分子量对产物形貌调控均有重要影响. 同时, 结合红外光谱分析, 对MoS2空心微球的形成机理进行了初步的探讨.     

Synthesis and properties of magnetic FeNi3 alloyed microchains obtained by hydrothermal reduction

In this paper, stoichiometric FeNi₃ alloyed microchains were successfully synthesized via a simple hydrothermal method without surfactants or external magnetic fields. The effect of synthetic parameters, including citrate concentration, the reactant molar ratio and reaction time, on the formation and morphologies of the FeNi₃ assemblies were investigated. The as-prepared chain-like structures were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. Furthermore, magnetic measurements by superconducting quantum interference device were also carried out to explore their magnetic properties, which confirmed that the as-prepared samples had the symmetric hysteresis loop behavior of ferromagnetic materials.     

Hydrothermal synthesis and electrochemical performance of NiO microspheres with different nanoscale building blocks

NiO microspheres were successfully obtained by calcining the Ni(OH)₂ precursor, which were synthesized via the hydrothermal reaction of nickel chloride, glucose and ammonia. The products were characterized by TGA, XRD and SEM. The influences of glucose and reaction temperature on the morphologies of NiO samples were investigated. Moreover, the possible growth mechanism for the spherical morphology was proposed. The charge/discharge test showed that the as-prepared NiO microspheres composed of nanoparticles can serve as an ideal electrode material for supercapacitor due to the spherical hollow structure.     

Selective synthesis and characterization of CdSe nanorods and fractal nanocrystals

CdSe nanorods and dendritic fractals were synthesized through a novel controllable solution-phase hydrothermal method. Soluble selenite was employed to provide a highly reactive Se source in the synthesis. Both morphologies and phases of the CdSe products could be successfully controlled by choosing appropriate complexing agents to adjust the dynamics of the reaction process. Reaction temperature and Cd/Se ratio in raw materials were also important parameters influencing the morphologies and phases of the products. The phase structures, morphologies, and optical properties of the CdSe products were investigated by XRD, TEM, HRTEM, and UV-vis and photoluminescence spectroscopies. The formation mechanisms of the nanorods and fractals were investigated and discussed on the basis of the experimental results.     

二硫化钼中空微球的制备、表征以及光催化性能

以四丁基溴化铵为添加剂,采用水热法制备出直径为2～5μm的二硫化钼(MoS2)空心微球,研究了反应温度、添加剂量和时间对MoS2物相和形貌的影响。XRD、SEM、EDS、TEM、XPS表征结果表明,当反应温度为240℃时可得到结晶良好的六方相2H-MoS2,MoS2的形貌主要受四丁基溴化铵用量的影响,随着用量的增多MoS2历经了球状-花球状-不规则堆积状的递变。对MoS2中空微球的形成机制进行了探讨,认为在反应中四丁基溴化铵起到了模板的作用。通过制备样品对罗丹明B的降解评估了二硫化钼中空微球的光催化性能,其对罗丹明的降解效率达到90%。     

球形、花形和线状钒酸铋的可控合成及光催化性能

通过无模板、无助剂的可控水热法, 制备出球形、花形和线状钒酸铋(BiVO₄), 研究了其光学和可见光催化性能. 通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)观测其结构和形貌特征. XRD谱线显示, 所制备的样品为单斜晶体结构. TEM结果表明, 通过控制水热过程的反应参数可以得到不同形貌的纳米粉体. 基于不同条件下制备的样品的微结构分析, 提出了这些不同形貌的形成机制. 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明BiVO₄样品的带隙能约为2.19-2.33 eV. 利用可见光(λ>420 nm)照射下的罗丹明B(RhB)降解实验评价了BiVO₄样品的光催化性能. 结果表明, BiVO₄的光催化活性比商用TiO₂催化剂P25 和掺氮TiO₂ (N-TiO₂)高得多. 所制备的球形BiVO₄光催化效率最高, 经可见光照射180 min, RhB溶液的降解率可达100%. 系统地研究了结构和形貌对不同pH值下制备的BiVO₄样品光催化活性的影响.