介孔材料离子导电性的研究

介孔材料由于其奇特的性质和广泛的应用成为人们研究的热点。本文介绍了近几年来介孔材料质子和锂离子导电性的研究现状和发展趋势,主要总结了介孔纯氧化物、介孔纯氧化物的孔内修饰、介孔氧化物的孔壁掺杂修饰、介孔氧化物薄膜、介孔材料与有机高分子复合膜的离子导电性的研究进展。     

高质子电导率的介孔SiO2的合成

为提高SiO2的质子传导能力,在硫酸介质中,以碱性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板剂,用溶胶-凝胶法合成了高导电性的介孔SiO2(m-S-SiO2)。N2-吸附脱附结果显示,m-S-SiO2的BET比表面积为588m2/g,BJH平均孔径为6.0nm。交流阻抗测定结果显示,25℃和100%相对湿度下,水洗除去游离酸后m-S-SiO2的质子电导率高达5.9×10-2S/cm,与Nafion膜的电导率相当,比相同条件下用中性EO20PO70EO20作模板制备的介孔SiO2的高出1个数量级。在相同质子浓度下,用磷酸、盐酸和硝酸代替硫酸,以PVP为模板合成的介孔m-P-SiO2,m-Cl-SiO2和m-N-SiO2样品的电导率分别为4.3×10-2、9.9×10-4和3.0×10-4S/cm。     

介孔氧化铝的研究进展

介孔氧化铝（MA）是比表面积超过350m²/g,孔径在2－50nm之间且孔径分布较窄的多孔氧化铝。这一新型氧化铝有望在催化剂及其它化学领域得到广泛应用,对材料科学及其应用有着重要意义。本文较全面地综述了近年来MA研究的最新进展,讨论了MA的各种合成路径和后处理方法,包括中性合成路径、阴离子合成路径和阳离子合成路径;结合XRD、氮吸附平衡等温线、TEM、²⁷Al魔角旋转核磁共振等图表对MA的结构和表征方法进行了阐述;探讨了MA作为催化剂载体和作为吸附剂的应用研究状况,并对今后的研究方向进行了展望。     

银掺杂介孔氧化铝抗菌剂的一步合成与表征

以Al(NO_3)_3·9H_2O和AgNO_3为原料,采用水热法制备了介孔氧化铝纳米粒子(Mesoporous Al_2O_3NPs)和银掺杂介孔氧化铝纳米粒子(Mesoporous Ag/Al_2O_3NPs),通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线荧光光谱(XRF)、能量分散X射线衍射(EDX)和低温N2吸附-脱附等手段对产物进行了表征,通过最低抑菌浓度和抑菌圈实验研究了材料的抗菌性能.XRD分析表明在介孔Ag/Al_2O_3NPs中Al_2O_3是唯一结晶相,Ag掺杂后,介孔Ag/Al_2O_3NPs晶格常数和半高峰宽增大,晶面间距[(111),(400)和(440)面]减小.FE-SEM形貌分析表明掺杂后的介孔Ag/Al_2O_3NPs颗粒直径减小而孔径增大.EDX和XRF分析表明介孔Ag/Al_2O_3NPs中O/Al摩尔比为1.5,与Al_2O_3NPs中O/Al摩尔比相同.综合XRD和XRF分析结果认为,Ag进入介孔Al_2O_3晶格间隙形成间隙固溶体.低温N2吸附-脱附分析表明掺杂后的介孔Ag/Al_2O_3NPs比表面积、孔体积和孔径增大.曝气抗菌实验结果表明介孔Ag/Al_2O_3NPs的抗菌机理是活性氧和金属银的协同作用.介孔Ag/Al_2O_3NPs对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)具有明显的抗菌效果,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度(MIC)均为80μg/m L,抑菌圈直径分别为26 mm和24 mm.     

介孔氧化铝的制备及应用

本文介绍了介孔氧化铝(MA)的各种制备方法,概括了MA制备的分析表征方法,如TEM、SAED、XRD、LAXRD、气体吸附-脱附、DT-TGA等。通过平均孔径、比表面积、MA形貌等因素,讨论和总结了制备方法、铝源、模板剂、反应物配比、pH值和后处理方法等对MA制备和热稳定性的影响,综述了近年来MA的研究和应用进展,并对今后的研究方向进行了展望。     

乙二胺和聚乙二醇在纳米介孔氧化铝制备中的协同导向作用

以无机铝盐Al(NO₃)₃为原料, 以乙二胺和聚乙二醇为协同模板导向剂, 与氨水反应, 经过“沉淀-超声-煅烧”等过程, 制得介孔纳米氧化铝. 用TEM, XRD, N₂吸附-脱附等测试技术对样品进行了测试和表征. 研究结果表明, 所得样品具有相当高的比表面积(510 m²•g^－1)、较大孔容(1.13 cm³•g^－1)和较为集中的孔径(5.8 nm)分布. 根据乙二胺和氧化铝表面的溶液化学反应及在不同pH条件下的溶液组分分布, 探讨了它们在介孔氧化铝制备过程中的协同模板作用机理.     

介孔氧化铝的溶胶-凝胶法制备

以硝酸铝为铝源,十六烷基三甲基溴化铵和尿素为复合模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了介孔氧化铝（1）,其结构经TEM, XRD, TG-DTA和N₂-BET表征。结果表明：1比表面积较大（＞400 m²·g^-1）,孔径分布窄(3～5 nm),形成的蠕虫状孔道具有短程有序性。     

高比表面积有序介孔氧化铝的制备与表征

采用溶胶-凝胶法以非离子表面活性剂PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127为模板剂, 以异丙醇铝为铝源, 以异丙醇为溶剂, 成功地制备出比表面积为485 m2/g、孔径分布窄(2~20 nm)、孔容在1.2 cm3/g以上和孔道呈蠕虫状且具有一定有序性的介孔氧化铝. 采用BET, TEM, XRD和TG多种测试技术对产物性能进行了表征. 探讨了水铝比、醇水混合溶液的滴加速度、反应时间、水浴温度、陈化温度及陈化时间等条件对合成的有序介孔氧化铝结构的影响.     

介孔氧化铝负载钒催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

 采用浸渍法制备了介孔氧化铝 (m-Al2O3) 负载钒催化剂 (V/m-Al2O3), 并考察了其催化丙烷氧化脱氢制丙烯反应活性. 通过 N2 吸附-脱附、透射电镜、X 射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱、氢-程序升温还原和氨-程序升温脱附对催化剂进行了表征. 结果表明, 介孔氧化铝具有大比表面积、窄孔径分布和两维六方相结构, 在其上负载适量的 V 可实现 V 活性物种的高分散及催化剂的弱酸性, 从而有利于提高丙烷转化率和丙烯选择性. 与共合成法制备的含 V 介孔氧化铝 V/m-Al2O3(C) 和浸渍法制备的 V/?-Al2O3 相比, V/m-Al2O3 表现出更高的催化活性. 这与载体较弱的酸性和较大的比表面积以及 V 物种的高分散有关.     

有序介孔氧化铝的制备及其在丁烯歧化中的应用

采用有机铝源及阴离子模板剂制备了高比表面积、大孔容、窄孔径分布的有序介孔氧化铝(Al₂O₃)载体, 研究了铝源水解速率、模板剂碳链长度以及洗涤介质等因素对有序介孔氧化铝载体合成的影响。实验结果表明,提高铝源水解速率和用乙醇溶剂洗涤Al₂O₃前躯体都有利于Al₂O₃载体形成有序介孔结构,所得Al₂O₃载体的孔径和孔体积随着模板剂碳链长度的增加而增大。分别用有序介孔Al₂O₃和普通介孔Al₂O₃为载体,采用浸渍法负载氧化铼(Re₂O₇)制备了铼基催化剂,并用于评价丁烯歧化合成丙烯的反应性能。实验结果表明,铼基有序介孔催化剂(Re/OMA)的丁烯歧化性能显著优于普通铼基介孔催化剂(Re/MA),丁烯转化率高于50%,丙烯选择性约60%,丙烯收率达30%,催化剂寿命明显延长。     

溶胶－凝胶法制备高比表面积的纳米氧化铝及其对过渡金属离子吸附行为的研究

溶胶－凝胶法合成高比表面积纳米氧化铝，以透射电镜（TEM），X射线衍射（ XRD），比表面积测定（BET）等手段对所得的纳米氧化铝进行了表征，表明纳米粒 子的粒径在40－80nm。以ICP－AES为检测手段，考察了纳米氧化铝材料在静态吸附 条件下对于过渡金属离子的富集分离性能。结果表明，在pH8-9范围内，过渡金属 离子Cu,Mn,Cr,Ni可实现定量分离富集。吸附于纳米氧化铝上的金属离子可用1. 0mol/L盐酸溶液完全解脱。将所合成的纳米氧化铝用于实际标准样品黑麦叶和煤烟 灰中Cu,Mn,Cr,Ni的分离富集及ICP－AES测定，结果满意。     

Proton Conductivity Improvement Effect of Cellulose on SPEEKK Based PEM

The proton exchange membranes(PEMs) were prepared through the solution mixing method of sulfonated poly(etlier ether ketone ketoneXsPEEKK) and cellulose. Cellulose was dissolved by 1-ally 1-3-methylimidazolium chioride(AMIMC1) and then mixed with sPEEKK solution. sPEEKK/cellulose(SC) composite membranes were prepared by solution casting. The membranes have high flexibility and transparency, which meant the compounding in molecular level. Meanwhile, the composite membranes showed excellent mechanical properties and high proton conductivity. The mechanical property reached 29 MPa, and the proton conductivity was as high as 0.32 S/cm. Thus, as a kind of biomaterials, cellulose could be ail excellent reinforcing material for poly(aryl ether ketone)(PAEK) based PEMs.     

掺杂TiO2介孔材料的合成与表征

基于溶胶-凝胶过程, 以非表面活性剂有机小分子三乙醇胺为模板剂, 合成了TiO2及Fe3+/V5+-TiO2介孔材料. 利用XRD, TEM, BET, UV-Vis DRS等手段表征了材料的结构、形貌、比表面积、孔径分布及吸光性能. 研究结果表明, 用乙醇萃取法脱除模板剂可形成具有蠕虫状孔道结构的TiO2介孔材料, 而利用焙烧法在450 ℃脱除模板剂时可引起孔道的塌陷. 掺杂Fe3+或V5+可稳定材料的介孔结构, 适宜的掺杂摩尔分数为0.5％. 于450 ℃下焙烧后, 掺杂Fe3+/V5+的TiO2的平均孔径分别为10.5和9.6 nm, 比表面积分别达到103.59和90.80 m2/g. 相对于P25光催化剂, 掺杂Fe3+或V5+的TiO2吸光带边红移至可见光区, 说明掺杂离子在此合成过程中可有效地进入TiO2的晶格结构而引起其微观电子结构的改变.     

Pt－Mo／Al_2O_3和Pt－Co－Mo／Al_2O_3催化剂中Pt、Co助

利用ＴＰＲ、Ｈ_２－ＴＰＤ技术，考察了氢气氛下的Ｐｔ－Ｍｏ／Ａｌ_２Ｏ_３和Ｐｔ－Ｃｏ－Ｍｏ／Ａｌ_２Ｏ_３催化体系中物种和电荷交换的现象和规律，揭示了Ｐｔ和Ｃｏ在表面Ｍｏ物种还原过程中助剂作用的本质．Ｐｔ－Ｍｏ／Ａｌ_２Ｏ_３的ＴＰＲ、Ｈ_２－ＴＰＤ结果证明，由于微量Ｐｔ参与了表面Ｍｏ物种还原时的物种和电子交换，有效地降低了其还原温度．Ｒｔ－Ｍｏ／Ａｌ_２Ｏ_３在氢还原过程中，氢和Ｍｏ容易形成载有活动氢的氢物种，并储存在催化剂表面，这种活动氢在Ａｒ中，甚至Ａｒ－Ｈ２混合气中可以释放出来。Ｐｔ－Ｃｏ－Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３的研究结果表明，Ｃｏ可以进一步促进Ｍｏ的还原．在样品预还原过程中，氢和Ｃｏ可以形成氢物种，其上的氢具有更强的可动性，很容易溢流到Ｍｏ物种的边上促进其还原．根据以上规律可以推测，加氢脱硫催化剂中Ｃｏ和贵金属的作用是使催化剂更容易形成低价的配位不饱和的钼中心，也就是ＨＤＳ活性中心．     

Researches into the Proton Conductivity of Molybdovanadophosphoric Acids with Wells－Dawson Structure

ＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｉｎｔｏｔｈｅＰｒｏｔｏｎＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＭｏｌｙｂｄｏｖａｎａｄｏｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃＡｃｉｄｓｗｉｔｈＷｅｌｌｓ－ＤａｗｓｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅＷＡＮＧＥｎ－ｂｏ；ＬＩＢａｉ－ｔａｏ；ＷＡＮＧＺｕｏ－ｐｉｎｇａｎｄ...     

微乳法合成可控粒径纳米Pt/Al2O3电催化CO氧化的尺寸效应

采用微乳法室温下合成了粒径可控Pt／Al2O3催化剂(1～10nm)，以CO电催化氧化为探针反应考察了Pt微粒尺寸与催化反应性能之间的关系．利用透射电镜(TEM)，扫描电镜(SEM)，循环伏安法(CV)等手段对催化剂进行表征，结果表明催化剂性能与Pt粒径之间存在明显的尺寸效应，催化剂存在最佳活性尺寸。     

焙烧温度对La2O3—NiO体系结构和导电性及某些催化性能的影响

稀土氧化物特别是La2O3作为助催化剂，对CO甲烷化反应有促进作用，已为人们所知［‘j．研究焙烧温度对La。O。－NIO催化剂结构、导电性，特别是对其在不同类型反应中催化性能的影响，目前文献报道较少．本文通过多晶X射线衍射（XRD），差热一热重分析（DTA－TG），导电性测量，CO甲烷化及二甲苯完全氧化反应活性测定等手段，考察了所制备的La。Os－NIO催化剂经不同温度焙烧后，结构、热效应、导电性的变化，并研究了该体系催化剂在上述两种不同类型反应中的催化性能．用分析纯试剂La（NO3)·6H2O和La（NO3）3·6H2O（北京化工…     

Introduction of H2SO4 and H3PO4 into Crystalline Porous Organic Salts(CPOS-1) for Outstanding Proton Conductivity

To improve the proton conduction of crystalline porous organic salts(CPOS-1), H₂SO₄ and H₃PO₄ were introduced into the channel to obtain H₂SO₄@CPOS-1 and H₃PO₄@CPOS-1. Compared to CPOS-1, the proton conductivities of H₂SO₄@CPOS-1 and H₃PO₄@CPOS-1 increased two orders of magnitude and one order of magnitude at 303 K and 100% RH, respectively. It can be attributed to the increasing concentration of the protons, which dissociates from the acids.     

ZrOCl2掺杂对磷硅酸盐凝胶质子导电性能的影响

采用溶胶-凝胶技术研究了ZrOCl₂·8H₂O掺杂对磷硅酸盐凝胶质子导电性能的影响. 结果表明, 掺杂ZrOCl₂·8H₂O能提高磷硅酸盐凝胶的质子电导率, 并且掺杂质量分数为0.97%时质子电导率达到最大值(σ₁₃₀=2.38 S/m). 掺杂样品在相对湿度为40%条件下放置30 d后, 未发生H₃PO₄渗出现象, 其质子传导性能基本不变. 核磁共振谱结果表明, 掺杂ZrOCl₂减少了磷硅酸盐凝胶结构中自由磷酸的形成, 提高了与四面体之间的化学结合力.     

预处理条件对Pt/Al2O3催化还原NO的活性影响

用溶胶-凝胶法制备Al2O3载体,浸渍法制备质量分数为0.5%的Pt/Al2O3催化剂.研究焙烧气氛和温度对选择性催化还原NO反应活性和Pt价态的影响.结果表明,H2焙烧的活性温度区间最宽,随着焙烧温度的升高,温度区间变化很小,523K下O2焙烧的催化剂活性最好,且活性区间向高温方向移动.活性现象用程序升温脱附实验(NO-TPD,NO-O2-TPD)进行了解释.XPS研究表明,523K下O2用焙烧Pt的主要价态是Pt2+,而523K下H2和N2焙烧Pt的主要价态为Pt0.