采用溶胶-凝胶-溶剂热路径合成H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2和H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2及其光催化降解二硝基甲苯(英文)

以非离子表面活性剂P123为结构导向剂,采用溶胶-凝胶与溶解热相结合方法,制备了两类介孔材料H3PW12O40/TiO2和H4SiW12O40/TiO2,并对其进行了表征.X射线粉末衍射和拉曼光谱分析表明,所制催化剂为锐钛矿晶型,体系中H3PW12O40和H4SiW12O40的Keggin结构经400°C焙烧后仍保持完整.H3PW12O40/TiO2和H4SiW12O40/TiO2的平均粒径分别为15.49和7.75 nm.N2吸附-脱附和扫描电镜结果表明,P123的加入使催化剂的粒径减小,比表面积和孔体积明显增大,其中H3PW12O40/TiO2和H4SiW12O40/TiO2的比表面积分别高达252.2和250.0 m2/g.紫外漫反射吸收光谱表明,与纯TiO2相比,复合催化剂的吸收光谱发生了明显的红移,且吸收强度明显增大.催化剂对DNT降解实验表明,在最佳操作条件下降解率可高达95%.     

多金属氧酸盐/TiO2介孔杂化材料的合成及光催化性能研究

采用蒸发诱导自组装法合成了介孔TiO2,并将表面含有Si-OH基团的钨磷酸盐衍生物(Bu4N)3PW11O39-[O(SiOH)2](TBAPW11Si2)嫁接到乙醇回流脱模的介孔TiO2上,合成了TBAPW11Si2/TiO2介孔杂化材料.采用IR、XRD、N2吸附-脱附、TEM、ICP-AES对样品的结构和组成进行了表征.结果表明,TBAPW11Si2与TiO2之间的共价键联是通过表面Si-OH和Ti-OH间的缩合进行的;TiO2表面足够的Ti-OH基团和一定温度的焙烧是这一缩合的必要条件.与TiO2载体相比,嫁接了TBAPW11Si2的杂化样品,锐钛矿相的结晶度略有增加;但表面积、孔容和孔径均有所减小,且随TBAPW11Si2负载量的增加而降低.光催化降解甲基橙的结果显示,杂化样品表现出比载体TiO2高得多的催化活性,甚至与高结晶度的商品光催化剂P25相当,显示出多金属氧酸盐-TiO2协同作用的优越性.     

孔道结构H3PW12O40/TiO2的制备及其可见光光催化降解水溶性染料的性能

 采用溶胶-凝胶方法制备了孔道结构复合材料H3PW12O40/TiO2,采用ICP-AES,UV/DRS,31P MAS NMR,TEM和N2吸附等技术对其组成和结构进行了表征. 结果表明,催化剂中活性组分H3PW12O40的基本骨架结构未发生改变,H3PW12O40的担载量为22.29%,催化剂平均粒径为40 nm,具有双孔结构,其平均微孔和介孔孔径分别为0.61和3.06 nm. 考察了催化剂可见光光催化降解6种水溶性染料的性能. 结果表明,6种染料均可不同程度地被降解和矿化. 通过对染料中性红的光催化降解实验,比较了H3PW12O40/TiO2,Degussa P-25和锐钛矿结构TiO2的可见光光催化活性,其中,H3PW12O40/TiO2活性最高,且催化剂最易分离,可循环使用.     

孔道结构H3PW12040／TiO2的制备及其可见光光催化降解水溶性染料的性能

采用溶胶一凝胶方法制备了孔道结构复合材料H3PW12040／TiO2，采用ICP-AES，UV／DRS，^31PMAS NMR，TEM和N2吸附等技术对其组成和结构进行了表征．结果表明，催化剂中活性组分H3PW12O40的基本骨架结构未发生改变，H3PW12O40的担载量为22．29％，催化剂平均粒径为40nm，具有双孔结构，其平均微孔和介孔孔径分别为0．6l和3．06nm．考察了催化剂可见光光催化降解6种水溶性染料的性能．结果表明，6种染料均可不同程度地被降解和矿化．通过对染料中性红的光催化降解实验，比较了H3PW12040／TiO2，Degussa P-25和锐钛矿结构Ti02的可见光光催化活性，其中，H3PW12040／TiO2活性最高，且催化剂最易分离，可循环使用．     

介孔结构K8SiMo11O39·2H2O/TiO2的合成及光催化性能研究

采用浸渍法制备K8SiMo11O39·2H2O/TiO2复合材料。用IR、XRD、TG-DTA等方法进行了表征。用N2吸附-脱附等温线考察了催化剂的比表面、孔径,表明产物为介孔材料。以标题化合物作为光催化剂催化降解甲基橙,探讨催化剂用量、甲基橙的初始浓度、过氧化氢的用量等条件对甲基橙脱色率的影响,结果表明:催化剂加入量为80 mg·L-1、甲基橙的初始浓度为10 mg·L-1,H2O2的用量为10 mL·L-1时,脱色率达到92%。     

酸法纳米纤维素模板剂合成介孔TiO2及光催化活性

以生物可再生资源的酸法纳米纤维素为模板剂,四氯化钛为钛源,采用液相水解-沉淀法制备了具有介孔结构的TiO2光催化剂。采用低温N2物理吸附-脱附、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重-量热扫描(TG/DSC)、傅里叶变换红外(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等对介孔TiO2进行了表征,并以甲基橙为模型物,考察了介孔TiO2光催化活性。结果表明,以酸法纳米纤维素为模板剂合成的TiO2光催化活性显著提高,且具有良好的孔隙结构,平均孔径5.03 nm、总孔容积0.35 cm3.g-1、比表面积192m2.g-1;纤维素模板剂合成的TiO2表面羟基数量降低;纤维素长链分子结构之间的羟基与TiO2表面羟基的键合,可有效限制TiO2前驱体的生长和团聚,并抑制锐钛矿相TiO2向金红石相转变。     

介孔Cs3PMo12O40的制备、表征及其醛糖差向异构化反应的催化性能

以磷钼酸和氯化铯为原料、三嵌段共聚物F127为模板剂制备Keggin型介孔Cs₃PMo₁₂O₄₀(简称m-Cs₃PMo),通过X射线粉末衍射(XRD)、FT-IR、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、N₂吸附-脱附测试和小角X射线散射(SAXS)对催化剂的组成、结构、形貌进行了表征。结果表明,m-Cs₃PMo属于立方相晶系,具有2.5和6.0 nm的蠕虫状介孔。以m-Cs₃PMo为催化剂考察其水相中D-葡萄糖、D-木糖和L-阿拉伯糖差向异构化反应的催化性能,并研究了反应温度、时间和催化剂用量对D-葡萄糖差向异构化反应的影响以及催化剂的循环使用性能,在循环使用过程中m-Cs₃PMo表现出良好的稳定性。     

基于H3PW12O40·xH2O和3，5-二氨基-1，2，4-三氮唑的POMOF的合成、表征及催化氧化碘离子性能

采用水热法合成了一例结构新颖且罕见的Keggin型多金属氧酸盐基金属有机骨架化合物，即[Cu₄(3，5 - dtrz)₄][PW^Ⅵ₉W^Ⅴ₃O₃₉]·H₂O (1)，其中3，5-dtrz=3，5-二氨基-1，2，4-三氮唑，并通过单晶X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、热重分析、粉末X射线衍射和元素分析进行了表征。单晶X射线衍射分析表明：化合物1属于单斜晶系，空间群为C2/c，不对称结构包含2个Cu⁺、2个3，5-datrz配体、0.5个Keggin型磷钨酸阴离子和1个水分子，除结晶水外各组分之间通过共价键连接成Keggin型多金属氧酸盐基金属有机骨架化合物。以化合物1为非均相催化剂，在温度为55℃时催化H₂O₂氧化碘离子反应。结果表明，1催化下的碘单质生成速率为6.11×10^-7 mol·L-1·s^-1，且重复使用次数达到6次时转化率仍能高达99.6%。     

氮掺杂纳米多孔TiO2∶EDTA-Na2辅助水热合成及光催化性能

利用螯合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na₂)作为致孔剂,以三氯化钛(TiCl₃)为前驱体,利用水热法直接合成了氮掺杂的纳米多孔TiO₂。通过 SEM、XRD、IR、低温N2吸附-脱附、XPS、热重分析(TG)和紫外可见(UV)光谱对样品进行了表征与分析。结果表明所合成TiO₂以锐钛矿相形式存在,氮掺在TiO₂晶面之间,具有典型的介孔结构和较高的比表面积,通过改变EDTA-Na₂的浓度,比表面积可控制在95~216 m²·g^-1之间。这种纳米多孔TiO₂在光降解甲基橙的实验中表现出很好的光催化活性,且随着EDTA-Na₂的浓度增大而逐渐增加。     

Fe2O3/TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能

在钛基体上采用阳极氧化法制备了TiO₂纳米管阵列,采用化学浴方法在TiO₂纳米管阵列上修饰了Fe₂O₃纳米颗粒.利用扫描电镜、X射线衍射和紫外可见漫反射光谱等手段对材料进行了表征,同时测试了材料的光电化学性能及其光催化降解亚甲基蓝染料废水的性能.结果表明,Fe₂O₃纳米颗粒的修饰将TiO₂纳米管阵列的光响应拓宽至可见光区域,提高了光电流,Fe₂O₃/TiO₂纳米管阵列的光电流是未修饰的TiO₂纳米管阵列的9倍.而在光催化反应中,亚甲基蓝最高降解率可达80%,比未修饰的TiO₂纳米管阵列高出30%.     

Comparison of H3PW12O40 and H4SiW12O40 heteropolyacids supported on silica by H MAS NMR

The H₃PW₁₂O₄₀ and H₄SiW₁₂O₄₀ heteropolyacids supported on silica were studied by ¹H MAS NMR as a function of both the coverage and the dehydroxylation temperature. The signal at ca. 8 ppm attributed to the highly acidic protons of the anhydrous form of the heteropolyacid was never observed in the case of the phosphotungstic polyanion supported on silica while it was clearly present in the case of the silicotungstic species. These results explain the different activities of the two supported heteropolyacids in acid reactions involving strong acid sites. To cite this article: A. Thomas et al., C. R. Chimie 8 (2005).     

Synthesis and characterization of polyaniline microfibers by utilizing H4SiW12O40/polyacrylamide microfibers seeding template method

In this paper, polyaniline (PANI) microfibers with average diameter of 250 nm were synthesized by utilizing H₄SiW₁₂O₄₀/polyacrylamide (HPA/PAM) microfibers seeding template method. The PANI microfibers were characterized by element analyses, FT-IR spectra, X-ray diffraction pattern (XRD), and Scanning electron micrograph (SEM). The microfibers seeding template significantly affected the fibrous morphology of the resulting PANI. However, the diameter of the PANI microfibers was almost not affected by the diameter of the microfibers seeding template in the experimental range. In addition, the conductivity of the PANI microfibers was also investigated. The result showed that the best conductivity of the PANI microfibers doped with H₄SiW₁₂O₄₀ was 27.1 S/cm.     

Microwave-promoted efficient conversion of acetophenones to 1,3,5-triarylbenzenes catalyzed by H3PW12O40 and nano-silica supported H3PW12O40 as reusable catalysts

H₃PW₁₂O₄₀ and nano-silica supported H₃PW₁₂O₄₀ were found to be efficient heterogeneous catalysts for the preparation of 1,3,5-triarylbenzenes via triple self condensation of acetophenones under microwave irradiation and solvent-free conditions. High yields, short reaction times, easy work-up, easy availability and handling, eco-friendly and reusability of the catalysts are the main aspects of the present method. The catalytic mechanism of 1,3,5-triarylbenzenes synthesis is also proposed.     

Deactivation of H3PW12O40/TiO2 catalyst used in the production of camphene

Summary The deactivation of the H3PW12O40 (HPW) catalyst supported on TiO2 used in the isomerization reaction of a-pinene and its regeneration were studied. The regeneration of the deactivated catalyst was carried out with an air flow at 300 and 500ºC, with an ozone-enriched oxygen flow at 150ºC and by extraction with solvent and acid treatment. Only the last treatment permitted to recover its activity restoring it in 48% of its initial value.     

H3PW12O40催化水相介质中苯并恶嗪和喹唑啉合成（英文）简

A heteropolyacid efficiently catalyzed the cyclocondensation reaction of 2-aminobenzamide and salicylamide with aldehydes and ketones to afford good yields of benzoxazine and quinazoline ring systems in an aqueous medium. The method gives clean reactions, has simple workup procedure, and uses environment friendly conditions.     

Large-surface mesoporous TiO2 nanoparticles: Synthesis, growth and photocatalytic performance

This study demonstrates a facile and effective method to generate mono-dispersed titanium dioxide spheres at ambient conditions. The size of the colloids can be controlled from 60 to 500 nm by optimizing experimental parameters (e.g., concentration, time, and temperature). Anatase TiO₂ can be obtained through titanium glycolate colloids generated in acetone via two ways: water boiling approach and calcination at a high temperature of 500 °C. Particle characteristics (shape, size, and size distribution) were measured by advanced techniques, including transmission electron microscope (TEM), thermo-gravimetric analysis (TGA), UV/Vis absorption spectrum, nitrogen gas adsorption and desorption isotherms Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area measurement, and X-ray diffraction technique (XRD). The possible mechanism of nucleation and growth of such colloids was discussed. The role of acetone in the formation and growth of titanium glycolate colloids was also investigated by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. Finally, the photocatalysis performance of such anatase TiO₂ particles was tested and proved to be efficient in degradation of organic dyes (e.g., phenolphthalein and methly orange).     

二氧化钛与针铁矿复合光催化材料的制备与光催化性能

以四氯化钛为钛源,针铁矿(α-FeOOH)为载体,采用水解沉淀法制备了金红石相二氧化钛(Ti₂O)与α-FeOOH的复合光催化材料,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能量散射谱和X射线光电子能谱对样品进行了表征.结果表明,低温下,金红石相Ti₂O包覆于α-FeOOH表面,并形成复合结构;较高温下,铁离子进入金红石相Ti₂O晶格,并形成铁掺杂金红石相Ti₂O纳米管;中温下,样品兼有复合和掺杂两者特征.在室温下以甲基橙为降解对象,采用钨灯+氘灯(波长200~800nm)为光源,对样品的光催化活性进行了测试.结果表明,样品对甲基橙的光催化降解效果良好;与纯α-FeOOH和金红石相Ti₂O相比,不同结构样品的光催化活性均有所提高,其中,复合兼掺杂型样品的光催化活性最高.由此可见,与α-FeOOH复合和铁掺杂是提高Ti₂O光催化活性的有效途径.     

柠檬酸对Ni2P/TiO2-Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,以柠檬酸(CA)为络合剂采用浸渍法制备了Ni2P负载的TiO2-Al2O3复合载体催化剂,并用X射线衍射(XRD)、N2吸附比表面积测定、H2程序升温氢还原(H2-TPR)、程序升温氧化(TPO)、X射线光电子能谱(XPS)技术对催化剂的结构和性质进行了表征,考察了CA/Ni摩尔比对在Ni2P/TiO2-Al2O3催化剂上进行的二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)性能的影响.结果表明:适量的CA可以丰富催化剂的孔道,提高催化剂的比表面积.当n(CA)/n(Ni)=2:1时,催化剂的比表面积达到126.75m2·g-1,与不加CA时相比,提高了57.05m2·g-1.调节n(CA)/n(Ni)能够改善活性相的分布,改变活性相的种类;引入CA使Ni和P前驱体的还原温度明显降低,促进活性相Ni2P的生成,一定程度上能够抑制催化剂表面炭的形成和沉积,提高其稳定性.n(CA)/n(Ni)=2:1时,催化剂具有最好的加氢脱硫活性,在360°C,3.0MPa,氢油比为500(V/V),液时体积空速为2.0h-1的条件下,二苯并噻吩转化率为99.5%,可将模拟油中硫含量由2%(w)降低到0.01%(w).     

不同方法制备的磷钨杂多酸功能化3DOM-SiO2材料性能研究

磷钨杂多酸功能化的 3DOM-SiO₂ 材料以直接浸渍和溶胶凝胶-胶晶膜板法制备，后一方法的模板去除分别采用了溶剂萃取和高温煅烧工艺。通过 SEM、TEM、BET、EDXS测试，考察了大孔材料的孔结构特征及孔壁组成，所制备大孔材料均显示了良好的三维规整性，尤其是煅烧样品，它不但孔结构优异，且孔壁粒子堆积致密、比表面积较大，强度较高。XRD、FTIR 表征显示以溶胶凝胶法制备的样品中，杂多酸与载体间存在的化学作用，导致杂多酸特征峰发生一定的位移，但仍保持杂多酸Keggin结构。吡啶吸附表明所得样品均存在B酸中心，并以苯和十二烯的烷基化催化反应表征了所得样品的催化活性及再使用性，结果显示所有样品均具有良好的催化活性，按单位杂多酸计算，浸渍样品催化活性最高，但杂多酸易脱落，再使用性差；煅烧样品具有最佳的催化活性和再使用性。     

三维有序大孔H3PW12O40-SiO2功能材料的制备、表征及催化性能研究

以杂多酸 H₃PW₁₂O₄₀ (PW₁₂)与正硅酸乙酯(TEOS)混合溶胶, 采用胶晶模板法结合煅烧去除模板工艺, 成功地制备了PW₁₂/SiO₂物质的量比在1/10～1/40之间的三维有序大孔(3DOM) PW₁₂-SiO₂催化剂. 经SEM, N₂吸附, XRD和FTIR等研究表明, PW₁₂含量较低的样品, 大孔结构三维规整性十分好. 在410 ℃氧化分解胶晶的条件下, PW₁₂基本保持一级Keggin结构. PW₁₂在样品中以分子簇或微晶存在, 其大小随含量增加而增大. PW₁₂高含量时, 其含氧键的FTIR振动与纯PW₁₂的基本一致, 但低含量时含氧键振动有一定偏移, 显示PW₁₂/SiO₂相互作用较显著. 样品酸性随杂多酸含量增加而增加, 但PW₁₂/SiO₂物质的量比超过1/30时酸性便减小, 呈火山型曲线变化规律. 对1-十二烯烷基化反应的催化活性随PW₁₂/SiO₂物质的量比的变化与酸性变化有相同的规律. 但所有样品的催化反应活性均远高于纯PW₁₂, 并且有良好的重复使用性能, 使用4次后仍保持新鲜催化剂活性的78%.