稀土氟化物纳米材料的应用研究进展

氟化物纳米材料由于其独特的光、电、磁等性质,在光学器件、生物标记等领域具有广泛的应用,已成为材料科学领域研究的热点之一,尤其是稀土金属氟化物。合成氟化物纳米材料的方法多种多样,已成功制备出了球形纳米颗粒、纳米线、纳米花、复合结构纳米晶、核壳结构纳米材料等。本文主要列举了几种常见的稀土氟化物,重点对其合成以及应用进行了综述,并结合其特点,进行了展望。     

氧化铝载体硫酸化对锰铈催化剂SCR脱硝性能的影响

分别以硫酸改性前后的氧化铝为载体,采用浸渍法制备了锰铈催化剂,对其NH_3-SCR脱硝性能进行评价,并采用XRD、BET、NH_3-TPD、H_2-TPR以及FT-IR对催化剂进行了表征。结果表明,改性降低了金属的分散性和氧化性,增加了酸量,特别是B酸量;催化剂的最佳脱硝温度窗口向高温扩展,活性温度窗口范围变宽,并且,改性液浓度越大变化幅度越大。当反应温度在200-250℃时,未改性催化剂与采用0.2 mol/L硫酸改性的催化剂具有接近的催化活性,但改性后的催化剂具有更高的抗水抗硫活性,250℃时脱硝率可达70%。     

碳纳米管的宏量制备及产业化

作为纳米材料的代表之一,碳纳米管因其独特的一维结构具备了优异的力学、电学、热学、光学和反应性能,使其在能源存储与转化、复合材料、多相催化、环境保护及生物医药等领域具有大量的应用潜力.本文总结了多种类型碳纳米管宏量制备的化学及工程原理,并对多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、定向碳纳米管、超顺排碳纳米管、水平超长碳纳米管、掺杂碳纳米管、螺旋碳纳米管、碳纳米管结及碳纳米管/石墨烯杂化物的宏量制备方法进行了评述.同时,对碳纳米管产业化中新的工程问题,如工业标准、环境评估以及产业化进展进行了分析.目前,碳纳米管已经具有成千吨的产能,并广泛应用于锂离子电池电极、导电复合材料、汽车配件和体育用品等领域.尽管如此,高性能的碳纳米管的宏量制备及其配套产业化技术仍有待深入开发,产品需要进一步丰富、市场需要进一步拓展,以望形成大规模纳米产业,促进社会的可持续发展.     

预先负载原料法的制备过程对复合分子筛形成的影响

采用预先负载原料法合成了具有核/壳结构的复合分子筛, 并研究了铝源类型和制备过程对反应的影响. 结果表明, 以异丙醇铝为铝源时, 晶化时间较短, 产物中没有SAPO-5晶体, 延长晶化时间可以提高SAPO-5的结晶度. 将负载磷的ZSM-5分别与不同组成的凝胶混合, 经室温陈化后可以明显加快晶化速度. 制备过程中凝胶的水含量和搅拌方式也根据铝源类型的不同有所差别. 当以拟薄水铝石为原料时, 在相同的处理条件下, 产物的结晶度都较高.     

聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯的合成与表征

以2,5-呋喃二甲酸和乙二醇为原料,草酸亚锡为催化剂,通过直接酯化法合成了线性高分子量聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF).运用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了该聚酯的结构;由乌氏黏度计法和凝胶渗透色谱(GPC)建立了该聚酯在一种混合溶剂体系中特性黏数和重均分子量的关系:[η]=2.82×10-6Mw0.99dL/g,25℃,苯酚-四氯乙烷(1∶1,W/W);示差扫描量热法(DSC)和热失重分析(TGA)测定了该聚酯的热转变性能,结果表明该聚酯玻璃化转变温度为84℃,熔点为211℃,起始热分解温度高于370℃,具有良好的热稳定性;运用旋转流变仪研究了PEF的流变性能,结果表明,PEF熔体属于假塑性流体,随相对分子量的减小和温度升高,其非牛顿指数增大,在高于PEF熔点20～40℃,剪切速率为2.17×10-2～1.14×102s-1时,PEF的非牛顿指数为0.85左右.     

蛋白质印迹模板的制备及在尿液蛋白测定中的应用

以牛血清蛋白(BSA)为分子模板,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDGMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,制备了BSA分子印迹模板,研究了该模板对BSA的吸附性能,并以其作为净化材料去除人尿中的干扰物质,测定了人尿中的蛋白质。结果表明:蛋白质模板吸附和洗脱的最佳pH值分别为5.3和5.6,最佳吸附时间为2h,最大吸附容量为72mg/g。三种人尿样品中蛋白质的含量分别为35.4、18.9、24.2mg/L,回收率为92.4%~103.7%。该方法可用于人尿中蛋白质含量的测定。     

晶种存在形态对所合成的SAPO-34分子筛性质及其甲醇转化催化性能的影响

采用常规水热合成法、添加粉末晶种和添加含有分子筛前驱体的液相晶种等方法制备了低硅铝比的SAPO-34分子筛。采用XRD、SEM、FT-IR及TPD等表征手段研究了合成方法对晶体结构、形貌、晶粒粒径及酸性的影响。并在固定床上对比了其甲醇转化制烯烃的催化性能差异。结果表明,晶种存在形态对分子筛的结晶度影响不大,但影响了硅在骨架中的分布、晶粒粒径和酸性等。与添加粉末晶种相比,采用含有分子筛前驱体的液相晶种法更有利于减小分子筛晶粒粒径,降低分子筛酸性,提高低碳烯烃选择性。     

原子簇离子解离统计分布的动力学研究

对激光产生的原子簇离子，通过质量选择，可以对选出的原子簇离子进行碰撞诱导解离或光解离研究，在对实验记录的解离质谱的分析中发现，同一系列碎片离子的相丰度分布符合一定的统计规律，不同的统计分布形式对于不同的解离机理，通过求解解离反应的动力学方程，得到碎片离子统计分布的函数表达式，从而可以通过分析解离质谱中碎片中离子的统计分布，探讨相应的原子簇离子解离反应的机理。     

原子簇离子产生的动力学方程与分布函数

由激光等离子体反应产生的原子簇分子与离子，经历了分子-离子反应的过程．本文尝试将Smoluchowski方程加以扩展，用于描述原子簇离子的生成过程．通过应用解析方法，求解不可逆聚合过程的动力学方程，推导出了原子簇离子统计分布的函数关系式，证实了实验中观察到的原子簇的统计分布规律．     

脉冲激光溅射下固液界面生长的碳纳米管及其机理初探

以脉冲激光束直接溅射浸在水中的单质碳样品，发现在固液界面也能产生的碳纳米管，实验还发现碳纳米管的形成与样品的结构有密切的关联：石墨的层状结构越完整，碳纳米管的形成越容易，而且石墨层面相对于激光束的取向也会显著地影响碳的生成。