Co掺杂OMS-2纳米纤维的合成研究

以KMnO_4、MnSO_4、Co(NO_3)_2·6H_2O和H2_SO_4为反应原料,采用水热法合成了一系列掺杂过渡金属Co的氧化锰八面体分子筛(OMS-2),采用X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱、低温氮气物理吸脱附和H_2程序升温还原对样品进行了表征,研究了Co的掺杂对OMS-2分子筛的结构、形貌和氧化还原性质等的影响,并对该系列催化剂进行了CO氧化性能评价。结果表明,掺杂Co并未改变OMS-2的晶体结构,并充分分散在OMS-2骨架结构中;掺杂Co的OMS-2分子筛的形貌发生了由纳米短棒向纳米纤维的转变。不仅如此,Co的掺杂增加了活性氧物种的移动性,改善了OMS-2分子筛的催化CO氧化性能。     

Co掺杂ZnO纳米棒的水热法制备及其光致发光性能

以Zn(NO3)2·6H2O 和Co(NO3)2·6H2O为原料, 通过水热法在较低温度下制备了纯ZnO和Co掺杂的ZnO(ZnO:Co)纳米棒. 利用XRD、EDS、TEM和HRTEM对样品进行了表征, 结合光致发光(PL)谱研究了样品的PL性能. 结果表明, 水热法制备纯ZnO和ZnO:Co纳米棒均具有较好的结晶度. Co2+是以替代的形式进入ZnO晶格, 掺入量为2%(原子分数)左右. 纯的ZnO纳米棒平均直径约为20 nm, 平均长度约为180 nm; 掺杂样品的平均直径值约为15 nm, 平均长度约为200 nm左右; Co掺杂轻微地影响ZnO纳米棒的生长. 另外, Co掺杂能够调整ZnO纳米棒的能带结构、提高表面态含量, 进而使得ZnO:Co纳米棒的紫外发光峰位红移, 可见光发光能力增强.     

氧化锰八面体分子筛(OMS-2)在有机分子清洁合成中的催化氧化应用

氧化锰八面体分子筛具有优异的氧化性、离子交换性和导电性等性能,被广泛应用于环保、半导体、有机合成等诸多领域。由于体相存在混合价态Mnn+和丰富的表面缺陷空位,使该分子筛同O2或H2O2等绿色氧化剂之间容易发生快速电子转移,活化绿色氧化剂,近年来作为非均相催化剂和功能性载体应用于有机分子的清洁合成中,表现出优异的催化活性、反应选择性和结构稳定性。本文综述了近年来OMS-2催化剂在有机分子清洁氧化合成中,及作为具有电子转移介质性能的载体材料的研究进展,并对未来发展提出了展望。     

氧化锰八面体分子筛纳米棒的合成及其催化甲醛低温氧化性能

 Uniform manganese oxide octahedral molecular sieve (OMS-2) nanorods were synthesized by adding a small quantity of K2S2O8 to the solution containing MnSO4·H2O and KMnO4, and used for complete oxidation of formaldehyde. According to the results of N2 adsorption and X-ray diffraction, the material is a manganese oxide octahedral molecular sieve with the cryptomelane type structure. TEM observation shows that the diameters of the nanorods range from 15 to 25 nm, and the lengths are 300～400 nm. Complete conversion of HCHO to CO2 and H2O can be achieved at 353 K over OMS-2, and the same conversion is obtained at 373 K on the MnOx powder under the same conditions, which demonstrates that the catalytic activity is closely related to the morphology of the catalysts.     

OMS-2 的制备及其负载 PdO 对 CO 氧化的催化活性

 以 MnSO4 和 KMnO4 为前驱体, 采用回流法在酸性介质中合成了氧化锰八面体分子筛 (OMS-2). 以 OMS-2 为载体采用浸渍法制备了 PdO/OMS-2 催化剂, 并对催化剂进行了表征和 CO 氧化活性测试. 结果表明, OMS-2 为纳米棒结构, 是典型的隐钾锰矿 (cryptomelane) 结构. 当 PdO 负载量 ≤ 1.0% 时, PdO 以高分散的形式存在, 而更高负载量时形成 PdO 晶相. 当 PdO 负载量为 2.5% 时, PdO/OMS-2 催化剂上 CO 氧化反应活性最高, CO 完全转化温度为 80 oC. 催化剂中高分散的 PdO 和高价态的 Pd 物种是反应的活性中心.     

稀土掺杂La-Al-EU-1分子筛的合成与表征

在HMBr2-Na2O-Al2O3-SiO2-La2O3-H2O体系中,采用水热法合成了高结晶度的La-Al-EU-1分子筛。通过XRD,FT-IR,XPS,TG-DTG和UV-Vis DRS等手段对合成样品进行分析。结果表明:随着原始溶胶中镧的质量分数增加,La-Al-EU-1分子筛晶胞体积膨胀;FT-IR骨架振动频率向低波数方向移动,在约980 cm-1处出现Si-O-La对称伸缩振动谱带;在λ=245 nm分子筛骨架O原子的成键2p电子向骨架四配位的La原子的空d轨道的p-d跃迁产生的特征峰强度增强;La3d3/2和La3d5/2伴峰电子结合能比La2O3高1.0 eV,氧的O1s电子结合能比La2O3高1.1 eV,La3d和O1s的电子结合能同步向高能方向移动,导致La-O键共价性减少,电子云密度降低,La-O键长增加,证明了La原子已经进入了分子筛骨架,并以La3+离子四配位方式存在;当ωLa0.82%,n(SiO2)/n(Al2O3)=50~80时,晶化时间24~41 h,可以合成高结晶度的La-Al-EU-1分子筛。     

骨架掺杂La／SBA-15介孔分子筛的合成与表征

以三嵌段共聚物P123为模板剂,正硅酸乙酯作为硅源,利用水热法,于80℃晶化合成了骨架掺杂La/SBA-15介孔分子筛,其结构经UV-Via,XRD,FT-IR,TEM和N2等温吸附-脱附法表征.结果表明,La离子直接进入了SBA-15分子筛的骨架;La/SBA-15分子筛具有规则的六方孔道结构,较高的比表面积(566.5 m2·g-1)和孔容(0.50 cm3·g-1),孔半径主要集中在1.70 nm.     

以Co2＋掺杂纳米TiO2为光催化氧化剂的原位光致化学发光分析方法 研究及其应用

研究了Co2＋掺杂TiO2纳米粒子在光信号诱导下产生的超氧阴离子自由基在纳米粒子表面的吸附和解吸特性. 当以该纳米粒子为光催化氧化剂进行原位光致化学发光反应时, 光诱导产生的超氧阴离子自由基通过扩散穿过纳米粒子表面的双电层到达本体溶液, 与溶液中的化学发光试剂进行化学发光反应. 由于超氧阴离子自由基在纳米粒子表面的吸附、解吸和双电层效应, 使得光化学反应和其后的光生氧化剂的化学发光反应具有时间和空间的分辨特性. 将 Co2＋掺杂TiO2纳米粒子光致化学发光反应的特点与鲁米诺化学发光体系结合, 建立了一种原位光致化学发光反应的新方法, 并提出了一种基于纳米技术调控化学发光反应的新思路. 在最佳反应条件下, 该方法对格列本脲响应的线性范围为2.0×10－8～1.0×10－6 g•mL－1, 检出限为6×10－9 g•mL－1.     

三磷酸腺苷在TiO2掺杂碳纳米纤维修饰电极上的电化学行为

采用循环伏安法和示差脉冲伏安法研究了三磷酸腺苷(ATP)在TiO2掺杂碳纳米纤维(TiO2@CNF)修饰的碳离子液体电极表面(TiO2@CNF/CILE)的电化学行为。结果表明,ATP在TiO2@CNF/CILE表面有一个明显的氧化峰,在pH 3.0的Britton-Robinson(BR)缓冲溶液中修饰电极对ATP具有显著的电催化作用。纤维状的TiO2@CNF能够有效促进电子转移,增加电化学信号。当ATP浓度分别在4.0×10^-9~2.0×10^-6mol/L和2.0×10^-6~1.0×10^-4mol/L范围时,氧化峰电流与ATP浓度呈良好的线性关系,检测限为1.4 nmol/L。修饰电极可用于注射液中ATP的测定。     

水热法合成掺杂铁离子的小管径TiO_2纳米管

碳纳米管这种一维结构的新材料的发现为物理、化学、材料科学和纳米科学开辟了全新的研究领域。近年来,非碳无机类富勒烯(InorganicFullerene-like,简称IF)纳米管也受到人们的广泛关注。迄今为止报道的无机类富勒烯纳米管主要有:过渡金属硫化物(MS2,M=W,Mo,Nb)犤1～3犦、V2O5犤4犦、Al2O3犤5犦纳米管等。其中金属氧化物纳米管在催化、吸附、单电子晶体管等方面有着潜在的应用前景。TiO2纳米粉体和纳米膜材料在太阳能的存储与利用、光电转换、光致变色及光催化降解大气和水中的污染物等方面具有广泛的应用。为了提高其光催化活性和对…     

以沸石纳米簇构筑介孔AlMSU-2：与其他合成方法的比较研究及水热稳定性考察

采用含有β沸石基本结构单元的纳米簇为孔壁构造物合成了蠕虫状AlMSU-2介孔材料，并与通过直接合成和后处理嫁接途径所得的AlMSU-2进行了系统的比较研究。测试结果表明在适宜的酸度条件下，采用中性TX-100为中孔结构导向剂，以β沸石纳米簇为无机前驱物可便捷地将铝原子引入AlMSU-2骨架结构中，但目标产物并未显示出较后处理途径制得的AlMSU-2更为优越的水热稳定性。     

Designed preparation of CoS/Co/MoC nanoparticles incorporated in N and S dual-doped porous carbon nanofibers for high-performance Zn-air batteries

The development of low-cost and highly efficient bifunctional electrocatalysts toward oxygen reduction reaction(ORR) and oxygen evolution reaction(OER) is of critical importance for clean energy devices such as fuel cells and metal-air batteries.Herein,a sophisticated na nostructure composed of CoS,Co and MoC nanoparticles incorporated in N and S dual-doped porous carbon nanofibers(CoS/Co/MoC-N,SPCNFs) as a high-efficiency bifunctional electrocatalyst is designed and synthesized via an efficient multistep strategy.The as-prepared CoS/Co/MoC-N,S-PCNFs exhibit a positive half-wave potential(E_(1/2)) of0.871 V for ORR and a low overpotential of 289 mV at 10 mA/cm~2 for OER,outperforming the non-noble metal-based catalysts reported.Furthermore,the assembled Zn-air battery based on CoS/Co/MoC-N,SPCNFs delivers an excellent power density(169.1 mW/cm~2),a large specific capacity(819.3 mAh/g) and robust durability,demonstrating the great potential of the as-developed bifunctional electrocatalyst in practical applications.This work is expected to inspire the design of advanced bifunctional nonprecious metal-based electrocatalysts for energy storage.     

氧化铜纳米片的水热合成与表征

利用水热法一步制备了形貌均一的氧化铜纳米片,借助场发射扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪和透射电子显微镜分析了产物的形貌和晶体结构;并研究了反应物浓度及表面活性剂等因素对氧化铜纳米结构的影响.结果表明,以氢氧化钠作为碱源时,在不添加任何表面活性剂的情况下,随着氢氧化钠浓度的升高,纳米片的尺寸减小、厚度增大;此外,通过添加不同的表面活性剂可以得到不同形貌的氧化铜纳米结构.     

四种方法合成单一手性聚苯胺纳米纤维研究

以过硫酸铵或2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌（DDQ）为氧化剂,单一手性樟脑磺酸作为诱导酸及掺杂剂,在有机溶剂、水-有机溶剂和水溶剂体系中,采用四种不同方法分别进行了单一手性聚苯胺纳米纤维合成研究。通过扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见光谱（UV-VIS）、X射线衍射（XRD）和圆二色谱（CD）等手段对自组装法、界面聚合法、低聚物辅助法与二次掺杂法等四种方法制备得到聚苯胺纳米纤维的形貌、结构及光学活性进行表征,对比分析后发现四种方法合成的掺杂态聚苯胺纳米纤维形貌、结构相似,但溶剂体系会影响最终产物的光学活性：水溶剂、有机溶剂体系中,得到的聚苯胺纳米纤维光学活性相反。     

不同形貌纳米氧化锌的水热法合成

以氯化锌为锌源,以氢氧化钠为碱源,采用水热法合成了不同形貌的纳米氧化锌;探讨了晶化时间、晶化温度、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对纳米ZnO形貌的影响.结果表明:不添加CTAB时,在120℃下反应24h得到的纳米氧化锌为颗粒状,而在160℃下反应24h得到的纳米氧化锌为片状.当添加CTAB后,在120℃可得到片状氧化锌,而在160℃可得到颗粒状氧化锌.     

氧化锌纳米棒的水热合成及其光催化性能

以分析纯ZnO作为锌源、NaOH为矿化剂、盐酸为反应溶液pH调节剂,利用水热反应制备了花状ZnO纳米棒;采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了产物的形貌和结构,考察了水热温度以及Zn2+和OH-浓度比对产物形貌的影响;以甲基橙为目标降解物,采用紫外-可见分光光度计研究了ZnO纳米棒的光催化性能.结果表明,在水热反应温度80℃、Zn2+/OH-浓度比1∶7.5条件下所得ZnO纳米棒呈花状聚合,直径约为200nm,长度约为2μm,具有六方纤锌矿结构.当甲基橙初始浓度为30 mg.L-1、ZnO纳米棒的投放量为1.5g.L-1时,以300W紫外灯照射150min,甲基橙的降解率可达90%.     

新型超分子化合物(H3NCH2CH2NH3)2[(HPO4)2Mo5O15]的晶体结构

首次通过水热方法合成了新型超分子化合物(H3NCH2CH2NH3)2[(HPO4)2Mo5O15]的晶体结构,并通过X衍射进行了结构表征,晶体学数据为:单斜晶系,C2/c空间群,a=1.766 6(4)nm,b=1.003 4(2)nm,c=1.376 7(3)nm,α=90°,β=96.90(3)°,γ=90°,ν=2.422 7(8)nm3,Z=4,R=0.043 1,wR2=0.128 7.     

新型高聚合度钨磷多金属氧酸盐超分子化合物的水热合成与晶体结构

首次报道了新型高聚合度钨磷多金属氧酸盐超分子化合物H16{[P4W14Na3 (H2O)7O58]2[Na4(H2O)13]2[P4W14Na2(H2O)2O56]}·24H2O的水热合成方法,用元素分析、IR和单晶X射线衍射等手段进行了表征．晶体属三斜晶系,P1空间群,a= 1．551 5(3)nm,b=1．866 4(4)an],c=2.224 9nm,α=105.10(3)°,β=96.74(3)°,γ= 95．23(3)°,V=6．127(2)nm3,Z=1,Mr=12 418.36,Dc=3．365 g·cm-3,μ=19．843 mm-1, F(000)=5 516,R=0．0 829,Rw=0．2 020．测定结果表明,标题化合物是由两个[P4W14Na3 (H2O)7O58]9-和一个[P4W14Na2(H2O)2O56]6-阴离子通过O-Na-O桥键合而成．     

Hydrothermal synthesis of 2D ordered macroporous ZnO films

The ZnO films with two-dimensional ordered macroporous structure were successfully fabricated through hydrothermal crystal growth of ZnO on the ZnO substrate covered with a monolayer of polystyrene (PS) spheres as template. The precursor solution of hydrothermal crystal growth of ZnO were prepared by equimolar solution of Zn(NO₃)₂·6H₂O and hexamethylenetramine (HMT). The confinement effect of the PS spheres template on the growth of ZnO nanorods and the influence of sodium citrate on the crystal growth of ZnO had been studied. The film surface morphology and the preferential growth of ZnO crystal were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), respectively. Also, the photoluminescence spectrum of ZnO films had been measured, and the corresponding mechanism was discussed. __________ Translated from Chemistry, 2007, 70 (8): 587–592 [译自: 化学通报]