过渡金属化合物多壳空心球的制备及其应用研究进展

过渡金属化合物多壳空心球密度低、比表面积大,同时具有较高的光俘获效率,相对于传统的简单中空结构材料在应用中具有更显著的优势,其形状、大小、组成和壳层数可控的中空结构具有独特的性能优势。本文主要介绍了过渡金属化合物多壳空心球的不同制备方法,如硬模板法、软模板法和无模板法;概述了不同反应条件对过渡金属化合物形貌的影响;总结了其应用在锂电池、染料敏化太阳能电池、超级电容器和传感器等领域时表现出的优异性能;并对过渡金属化合物多壳空心球的可控合成进行了前景展望。     

资讯

过程工程所多壳层空心球研究又获进展多壳层空心球由于具有很大的内部空间及厚度在纳米尺度范围内的壳层,在光电器件、化学传感器、能量转换及存储体系、催化、药物输送等领域有广泛的应用前景。在国家自然科学基金和国家重点实验室基金的支持下,中科院过程工程研究所王丹研究员领导的科研团队发展了一种制备金属氧化物多壳层空心球的普适方法——时空多尺度模板法。     

铜锰氧化物催化剂制备方法研究进展

过渡金属是一类重要的催化剂,在催化领域已得到广泛应用,将过渡金属氧化后,其催化性能更加优良,可以预见过渡金属氧化物将是催化剂发展的重要方向。综述了近年来国内外铜锰金属氧化物催化剂的研究进展,讨论了铜锰金属氧化物催化剂的各种制备方法,如浸渍法、水热合成法、共沉淀法、固相法和溶胶-凝胶法等,对各种制备方法的特点进行总结和归纳,并展望铜锰氧化物催化剂的发展前景。     

过渡金属氧化物的合成方法研究

过渡金属氧化物因价廉高效,在催化、电化学等各方面用途广泛,一直是催化剂领域的研究热点.本文总结了过渡金属氧化物的液相和固相制备方法,包括沉淀法、溶剂热法、溶胶凝胶法、浸渍法和固相球磨法,阐述了各种制备方法的应用进展和优缺点,并对发展前景进行了展望.     

基于Cu-Co复合空心球用作锂离子电池负极材料

过渡金属氧化物复合空心球由于它们的优异性能拥有广泛的应用前景而备受人们关注。我们成功合成了CuO/CuCo_2O_4的复合空心球,通过溶剂热法合成Cu/Co复合前驱体,然后通过热处理转化为空心球结构。鉴于空心结构的优良特性,合成的碳包覆CuO/CuCo_2O_4纳米空心球表现出优异的锂离子存储性能。     

生物模板法制备金属氧化物及其催化应用研究进展

自然环境中长期进化形成的多层次、多维和多尺度天然硬模板结构和一些具有多层次多维结构的天然“软”生物分子可为多级结构纳米材料的设计与制备提供了新的思路。金属氧化物通常作为催化剂的重要组成部分,其制备与催化应用得到广泛关注,生物模板法为金属氧化物的制备提供了一条简单、绿色、有效的合成路线。本文从基于生物模板的制备方法、生物模板在氧化物制备过程中的作用和生物模板在金属氧化物催化应用时的作用方面总结近十年来的研究进展。基于硬模板的制备方法简单高效,可完美地复制结构类似的金属氧化物材料,而软模板能够灵活地调控金属氧化物颗粒的尺寸和分散性。基于生物模板制备金属氧化物的过程往往经历“吸附-成核-生长-组装”多步骤,生物模板起着表面吸附、空间限域、导向等重要作用。就所得金属氧化物的催化应用而言,生物模板法的优势在于能够实现氧化物材料元素的自掺杂、有效改善传质以及特殊的表面结构赋予催化剂优异的催化性能。     

中空纳米碳颗粒的制备方法及应用前景

综述了中空结构纳米碳颗粒的几种制备新方法、优缺点和在电催化剂中的应用现状,展望了这种新型碳结构在催化领域的应用前景。     

二氧化钛纳米空心球的制备

中空结构的二氧化钛材料由于制备简单、光催化能力好,使得其具有较高的应用前景。文章概述了二氧化钛纳米空心球的制备方法,包括模板法、喷雾反应法、自组装法以及其他方法。     

过渡金属催化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸研究进展

随着绿色合成理念的不断提升,以具有高催化活性、高稳定性及价格低廉等优势的过渡金属催化剂代替强氧化剂和贵金属催化剂催化氧化5-羟甲基糠醛(HMF)制备精细化学品,逐渐成为研究者关注的焦点。本文综述了近年来廉价过渡金属基催化剂用于催化HMF氧化制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的相关研究,对该领域的最新研究进行了叙述,重点介绍了锰基、铜基、铁/钴基、镍基及其他催化体系在HMF氧化反应中的应用,主要包括锰基金属氧化物、CuCl_(2)催化体系、Fe_(3)O_(4)-CoO_(x)的磁性催化体系等。此外,在介绍上述催化剂的基础上,还对廉价过渡金属基催化剂催化HMF氧化制备FDCA的发展前景进行了展望。     

一种制备纳米碳纤维和三维有序纳米碳纤维堆积结构的催化剂及其方法

本发明涉及一种稀土金属氧化物担载过渡金属或过渡金属合金催化剂及利用在该催化剂上，乙醇或乙醇水溶液催化化学沉积制备纳米碳纤维和三维有序纳米碳纤维堆积结构的方法。催化剂由至少一种过渡金属或过渡金属合金担载在稀土金属氧化物上组成，各组分含量为过渡金属或过渡金属合金0．1％～90．0％，稀土金属氧化物10．0％～99．9％。     

中空碳纳米洋葱的制备

碳纳米洋葱是一种零维碳纳米材料,由于其优异的理化性能,使其在能源、催化等众多领域有着广泛的应用。在某些应用领域,中空结构的碳纳米洋葱比其它结构的碳纳米洋葱的性能更加优异。目前,中空结构的碳纳米洋葱的规模化制备仍然是一个难题。本文总结了目前制备中空结构碳纳米洋葱的方法,包括电弧放电、化学气相沉积、热解法等等。此外,对每种制备方法的优缺点进行评述并对未来的制备方法做出展望。     

双金属过渡金属氧化物的合成及在能量转换与存储上的应用

双金属过渡金属氧化物纳米材料由于具有反应活性高,价态多变,稳定性好,耐腐蚀,耐高温等优异特性,在能量储存与转化等领域展现出广阔的应用前景。本文从双金属过渡金属氧化物纳米材料的结构特性、合成方法及应用等方面,详细地介绍了近年来双金属过渡金属氧化物纳米材料在能量转换与存储上的研究现状,同时对双金属过渡金属氧化物的发展趋势进行了展望。     

Advance in non-noble metal catalysts for catalytic combustion of volatile organic compounds

催化燃烧是实现挥发性有机物（VOCs）高效燃烧的一种处理技术。本文综述了近年来催化燃烧处理VOCs用非贵金属催化剂,包括单一过渡金属氧化物催化剂、复合过渡金属氧化物催化剂以及钙钛矿型催化剂的研究进展。重点综述了水蒸气对催化燃烧VOCs反应过程的影响。提出高效非贵金属催化剂的研制需结合实际应用中的工艺条件,催化机理和优化制备过程是催化燃烧VOCs用非贵金属催化剂深入研究的重点和主要方向。     

含氯废气催化燃烧过程中氯物种的迁移与转化

催化燃烧技术是处理含氯挥发性有机化合物（CVOCs）最有效的技术之一,其中过渡金属氧化物因其具有较好的热稳定性和较强的抗中毒性而得到了广泛的应用和关注,但对其抗氯中毒原理尚不明确。本文回顾和总结了近几年来不同过渡金属氧化物在CVOCs催化燃烧中的应用,对其氯中毒机理和抗氯中毒方式进行了综述。已有的研究证实,过渡金属氧化物催化氧化CVOCs的中毒方式包括氯吸附和形成金属氯氧化物两种,基于对氯中毒方式的认识,本文提出催化剂形貌和晶型调控、掺杂改性和酸改性等方式改变催化剂的物理化学性质,进而提高催化剂的催化活性和抗氯中毒能力,为CVOCs催化燃烧催化剂的设计提供了重要的参考。     

中空介孔氧化硅纳米颗粒的制备及应用进展

集空腔与介孔结构于一体的中空介孔氧化硅纳米颗粒因其高比表面积、可调孔径、低密度和高渗透等特性，而在诸多领域展现了极大的潜在应用前景。本文对中空-介孔氧化硅纳米颗粒的主要制备方法及其优缺点进行了概述，着重阐述了硬核模板法、液体界面组装法和界面重组与转换法；同时介绍了中空介孔氧化硅纳米颗粒在生物医药、催化和光学领域的应用情况。最后，对其制备和应用存在的挑战和研究方向进行了分析和展望。     

多孔过渡金属氧化物材料在能源环境中的应用进展

过渡金属氧化物材料具有还原活性高、价态多变及稳定性好、耐腐蚀、耐高温等优异特性,加之多孔材料具有比表面积大和孔容、孔隙率高、密度低及热导率低等特点,使得多孔过渡金属氧化物材料在光催化、传感、能量储存与转化等领域展现出广阔的应用前景。从多孔过渡金属氧化物材料的结构及其特性出发,较详尽地介绍了近年来,元素周期表中第四周期Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu及Zn等过渡金属元素基多孔氧化物材料在环境及能源领域应用研究方面的成果,同时阐述了其目前存在的问题和未来的发展前景。     

三维石墨烯空心球的制备及应用现状研究

三维石墨烯空心球除了保留石墨烯本身优良的机械性能和导电、导热等物理性能外,还具有中空的三维形貌和大的比表面积。相比于二维石墨烯,球形的三维石墨烯空心球可以增大与溶液的接触面积,拓展其应用空间,越来越受到研究者的关注。综述了三维石墨烯空心球的制备方法和应用研究,并对其应用前景进行了展望。     

空间异质的双层空心球催化剂制备及等离子体催化CO2还原研究

催化剂空间结构与催化性能密切相关。采用水热法可宏量制备环境友好型且均匀的生物质碳球作为模板,通过浸渍法吸附金属离子,并结合二次表面包覆SiO₂,制备了空间异质的金属氧化物@SiO₂空心球催化剂(MO@SiO₂)。通过控制实验条件(浓度,时间等),可以简单灵活地制备外层二氧化硅厚度和内层金属氧化物种类可调变的多种空间异质空心结构。表征了所制备的各类催化剂,详细分析研究了催化剂的形貌、组分等。通过测试等离子体CO₂催化加氢,发现CoO_x(36 h)@SiO_x(6 h)的效果最好。此种空间异质的空心结构为研究工业气体催化提供了很好的反应空间,是微纳米反应器耦合低温等离子体催化研究串联反应的优良体系。     

中空介孔氧化硅纳米颗粒的制备及应用进展

集空腔与介孔结构于一体的中空介孔氧化硅纳米材料(HMSNs)因其高比表面积、可调孔径、低密度和高渗透等特性,而在诸多领域展现了极大的潜在应用前景。该文对中空-介孔氧化硅纳米颗粒的主要制备方法及其优缺点进行了概述,着重阐述了硬核模板法、液体界面组装法和界面重组与转换法的研究进展;同时,介绍了中空介孔氧化硅纳米颗粒在生物医药、催化和光学领域方面的应用。最后,对其制备和应用目前存在的挑战以及后续突破方向进行了分析和展望。     

纳米稀土掺杂过渡金属氧化物对AP热分解的催化作用

为了解不同种类的过渡金属氧化物与稀土金属氧化物纳米粒子对AP热分解的催化作用,分别制备了过渡金属氧化物纳米粒子（Fe2O3,CuO和Co2O3）和稀土金属氧化物纳米粒子（CeO2,Nd2O3和Y2O3）,并进行相互掺杂混合。采用电子显微镜、X射线衍射仪、比表面分析仪、纳米粒度分析仪等表征手段,表明几种样品均为粒径纳米级、比表面积较大的纳米金属氧化物粒子。通过对纳米金属氧化物与AP复合样品进行热分析,发现不同的纳米金属氧化物具有不同的催化性能,但过渡金属氧化物与稀土氧化物在催化性能上无明显可比性;而混合掺杂的物质也具有不同的催化协同作用。纳米Co2O3和Y2O3在研究的过渡金属和稀土金属中表现出了对AP最好的催化作用。