多金核二氧化铈空心球用于硝基苯酚催化加氢

催化剂的微观结构在催化还原反应、有机物氧化反应及有机物转化反应中起着关键作用。本文利用无模板方法合成了多金核中空二氧化铈微球催化剂。将制备好的二氧化铈中空微球浸渍到一定浓度的氯金酸溶液中,然后多次洗涤除去表面吸附的氯金酸离子,最后通过硼氢化钠还原制成中空氧化铈微球包覆的多金核的核壳结构催化剂。将该核壳结构材料用于硝基苯酚加氢反应与金纳米粒子及氧化铈微球相比,多金核中空二氧化铈核壳结构表现出优越的活性和稳定性。通过这种浸渍洗涤再还原的简单方法合成的多金核二氧化铈催化剂有望应用于生物医药和能源环境等领域。     

二氧化铈纳米球的合成

使用尿素水热法合成了均匀的二氧化铈球型纳米材料.纳米球是由纳米层以及纳米颗粒所构成的核壳结构,其平均粒径为320nm,同时表面主要暴露{111}晶面.尿素水解所产生的氨气分子为纳米球状结构的形成提供了模板,而生成的碳酸根与氢氧根离子作为铈离子的沉淀剂.使用氢气程序升温还原技术表征了氧化铈纳米球材料的氧化还原能力,同时以一氧化碳氧化为探针反应研究了其催化性能.     

二氧化铈与氢气之间相互作用及其在炔烃选择加氢中的应用（英文）

二氧化铈因其具有较强的氧化还原性能和多变的酸碱功能而在催化领域有着广泛的应用,其可用作催化剂、改性剂或载体.虽然二氧化铈常被用于氧化反应,但由于其独特的选择性地将炔烃加氢成烯烃的能力,近年来引起了广泛的研究兴趣.氧化铈出色的加氢能力引发了新的研究热潮,以了解纯二氧化铈用作加氢催化剂的原理.本文综述了近年来氧化铈的实验和计算研究进展,重点介绍了氧化铈与氢气的相互作用和加氢反应.讨论了各种研究的重要观点,包括原位光谱/显微镜和铈在涉氢反应中的理论模型,从而阐明了氧化铈催化炔烃加氢反应能力的本质和反应机理.最后在总结和展望部分提出了进一步提高对铈基材料加氢反应机理认识和催化性能的途径.     

二氧化铈与氢气之间相互作用及其在炔烃选择加氢中的应用

二氧化铈因其具有较强的氧化还原性能和多变的酸碱功能而在催化领域有着广泛的应用,其可用作催化剂、改性剂或载体.虽然二氧化铈常被用于氧化反应,但由于其独特的选择性地将炔烃加氢成烯烃的能力,近年来引起了广泛的研究兴趣.氧化铈出色的加氢能力引发了新的研究热潮,以了解纯二氧化铈用作加氢催化剂的原理.本文综述了近年来氧化铈的实验和计算研究进展,重点介绍了氧化铈与氢气的相互作用和加氢反应.讨论了各种研究的重要观点,包括原位光谱/显微镜和铈在涉氢反应中的理论模型,从而阐明了氧化铈催化炔烃加氢反应能力的本质和反应机理.最后在总结和展望部分提出了进一步提高对铈基材料加氢反应机理认识和催化性能的途径.     

Au@SiO2核壳纳米粒子的制备及其表面增强拉曼光谱

采用柠檬酸钠还原氯金酸法制备金溶胶, 以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 氨水作催化剂, 制备以金为核, 二氧化硅为壳的核壳纳米粒子. 金纳米粒子的粒径可以通过柠檬酸钠和氯金酸的比例控制, 通过调节TEOS的量和反应的时间可以控制二氧化硅壳层的厚度. 以苯硫酚为探针分子研究了核壳结构纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)效应与二氧化硅壳层厚度之间的关系. 研究结果表明, 金内核电磁场增强效应随着二氧化硅壳层厚度的增加逐渐减弱, 且其衰减速度比具有相同尺度的双金属核壳结构纳米粒子的慢. 此外, 探针分子主要以物理作用吸附在二氧化硅的表面, 可通过洗涤方法将探针分子除去, 从而可使该复合结构基底用于循环SERS分析.     

Pt-CeO_x/CN_xNT催化剂的高稳定性和高效氧还原性能（英文）

通过简便的方法合成出了Pt-CeO_x/CN_xNT催化剂。该催化剂以聚吡咯纳米管碳化后的含氮碳纳米管作为载体,以氧化铈作为助催化剂。实验表明,由于二氧化铈的储氧性能,也由于CN_xNT载体中氮元素的促进作用和其本身独特的一维中空结构,Pt-CeO_x/CN_xNT催化剂的氧还原性能明显高于商业Pt/C。而催化剂优秀的稳定性则源于二氧化铈对Pt纳米颗粒和载体的保护作用。     

金纳米棒@碳中空胶囊的制备及催化性能

以聚吡咯为碳壳前驱体制备了金纳米棒镶嵌于碳壳内的中空胶囊.先合成羧基修饰的聚苯乙烯微球和十六烷基三甲基溴化铵稳定的金纳米棒; 再利用二者之间的静电力将金纳米棒组装在聚苯乙烯微球表面; 最后, 通过氧化聚合将聚吡咯壳包覆在聚苯乙烯@金纳米棒复合物的表面.在氮气保护下经高温煅烧, 聚吡咯壳被碳化为碳壳的同时聚苯乙烯微球分解, 从而制得金纳米棒@碳中空胶囊.在煅烧过程中, 由于碳壳的保护, 金纳米棒很好地保持了“棒状”形貌.通过调节吡咯单体的浓度, 可以控制聚吡咯壳和碳壳的厚度.金纳米棒@碳中空胶囊在以NaBH₄为还原剂还原亚甲基蓝的反应中表现出良好的催化活性.     

Au@SiO_2中空微球的制备及催化性能

以天然高分子阿拉伯树胶(AG)为还原剂和稳定剂制备了金纳米粒子;将含有金纳米粒子(Au NPs)、阿拉伯树胶和氨水的溶液滴加到乙醇中形成AG-Au NPs复合胶团;利用正硅酸乙酯水解,在AG-Au NPs表面包覆二氧化硅壳层;通过简单水洗的方法得到了金纳米粒子@二氧化硅(Au@SiO_2)中空微球.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和氮气吸附实验等对Au@SiO_2中空微球进行表征.通过设计对比实验,证实阿拉伯树胶在中空结构形成过程中起到模板剂的作用.催化性能测试结果表明,所制备的Au@SiO_2中空微球在硼氢化钠还原亚甲基蓝的反应中表现出良好的催化活性和重复使用性.     

制备方法和助剂对贵金属铱催化剂还原性质的影响

通过应用TPR等方法研究了制备方法、焙烧温度和助剂氧化铈含量等对催化剂还原性质、吸附性能的影响 .结果表明分步浸渍法制备的催化剂活性中心比一步共浸渍法制备的催化剂的活性中心数量多 ;助剂氧化铈含量变化的催化剂中Ce含量为 1%时 ,催化剂的活性中心最多 ;共浸渍的催化剂中 ,加入助剂镁以后 ,使金属易于还原 ,加入助剂铈后 ,使贵金属难于还原     

果糖一步水热合成碳微球固体酸催化纤维素水解

纤维素水解是生物质资源转化利用中最关键的一步. 通过硫酸浸渍活性炭方法制备的磺酸基功能化活性炭是目前纤维素水解反应中应用最为广泛的固体酸之一,但这种方法存在严重的环境污染问题. 我们利用果糖的水热碳化,在150 ℃的温和条件下合成了一种新型的富含羧基和羟基的碳微球固体酸,在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[BMIM][Cl]溶剂体系中,该碳微球可以有效地将纤维素水解（130 ℃,反应3 h,还原糖产率45.6%）. 为了进一步提高碳微球固体酸的活性,以磺基水杨酸为共聚物,利用果糖的水热碳化反应,通过一步水热法合成了含有磺酸基的碳微球固体酸催化剂. 系统研究了该催化剂作用下反应温度、反应时间、催化剂使用量、水的添加量以及纤维素起始浓度等因素对纤维素催化水解的影响. 在[BMIM][Cl]溶剂中,纤维素水解的还原糖产率提高到了60.7% （130 ℃,反应90 min）,且催化剂循环5次后仍能保持良好催化活性. 本工作利用果糖一步水热法制备碳微球固体酸,并将其应用于纤维素的高效水解,为生物质资源的高值化提供了一条新路径.     

二氧化铈催化剂的氧化还原和酸碱性质的原位光谱表征

二氧化铈作为催化剂、催化剂载体和助剂被广泛应用于各类氧化还原的催化反应中,是多相催化领域中至关重要的金属氧化物.氧化铈因具有丰富的缺陷结构、较强的氧化还原能力以及异常的酸碱功能等独特性质,在催化领域中非常重要.在分子层面上理解氧化铈的储氧能力、氧化还原效应和酸碱性质对建立催化构效关系尤为重要,是有效合理地改善和设计铈基催化材料的关键.在诸多的表征手段中,光谱在氧化铈结构和表面性质的研究中显示出无可争议的优势,可以提供原子和分子层面的化学信息.本文总结了各种光谱方法(包括光学、X射线、中子、电子和核磁谱学)对氧化铈表面性质表征的研究进展.分析了直接光谱表征及其与探针分子耦合两种方法在氧化铈表征中的应用;归纳了预处理条件、氧化铈纳米粒子的形貌和尺寸对其表面位点的性质、强度和密度的影响.最后展望了如何利用反应条件下的原位光谱来更好地理解和揭示铈基材料的催化作用机制的可能性.     

A B C

二氧化铈作为催化剂、催化剂载体和助剂被广泛应用于各类氧化还原的催化反应中,是多相催化领域中至关重要的金属氧化物.氧化铈因具有丰富的缺陷结构、较强的氧化还原能力以及异常的酸碱功能等独特性质,在催化领域中非常重要.在分子层面上理解氧化铈的储氧能力、氧化还原效应和酸碱性质对建立催化构效关系尤为重要,是有效合理地改善和设计铈基催化材料的关键.在诸多的表征手段中,光谱在氧化铈结构和表面性质的研究中显示出无可争议的优势,可以提供原子和分子层面的化学信息.本文总结了各种光谱方法(包括光学、X射线、中子、电子和核磁谱学)对氧化铈表面性质表征的研究进展.分析了直接光谱表征及其与探针分子耦合两种方法在氧化铈表征中的应用;归纳了预处理条件、氧化铈纳米粒子的形貌和尺寸对其表面位点的性质、强度和密度的影响.最后展望了如何利用反应条件下的原位光谱来更好地理解和揭示铈基材料的催化作用机制的可能性.     

制备方法对模板法制备SiO_2中空微球形貌的影响

模板法是制备无机中空微球的重要方法之一.首先通过苯乙烯和甲基丙烯酸的无皂乳液聚合法制得表面含羧基、粒径为360nm的单分散聚苯乙烯(PSt)乳胶粒,并以此为模板,分别采用表面改性-前驱体水解法(PHC)和SiO2纳米颗粒层层自组装法(LBL),制备出了不同壳层厚度的PSt/SiO2核壳结构复合微球,然后经500℃煅烧4h,得到SiO2中空微球.利用透射电镜和扫描电镜对微球结构形态进行了表征.研究表明,首先利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对PSt模板微球进行表面改性、然后再在乙醇-水混合介质中进行原硅酸乙酯(TEOS)水解与缩合反应的PHC法,是制备PSt/SiO2核壳结构复合微球的简便方法,复合微球经煅烧可制得表面均匀、结构致密、壳层厚度和形貌可控的SiO2中空微球;而LBL法制备PSt/SiO2核壳结构复合微球的工艺复杂,煅烧后所得SiO2中空微球结构疏松,易于破碎.     

包钯纳米颗粒的中空介孔硅铝酸盐纳米球的合成及其在多步催化反应和尺寸选择催化氢化中的应用

最近, 具有中空核壳结构的纳米材料在催化领域中有着深入的研究和广泛的应用. 在本文中, 我们使用一种简单易行的方法合成了一种包裹钯纳米颗粒的中空介孔硅铝酸盐纳米球(简写为Pd@HMAN). 首先, 通过一种先原位合成钯纳米粒子再对其进行二氧化硅包裹的方法, 在Brij56-环己烷-水的反相胶束中合成了具有核壳结构的包裹钯纳米颗粒的二氧化硅纳米球(简写为Pd@SiO₂). 然后, 使用CTAB, Na₂CO₃和NaAlO₂试剂, 通过简单的碱性条件下刻蚀Pd@SiO₂的过程, 我们成功得到了具有多孔性能的中空核壳型Pd@HMAN纳米催化剂. 由于硅铝酸盐外壳具有酸催化作用, 并且内核钯纳米颗粒又是一种高活性的催化媒介, 因此, 这种复合的多功能纳米催化剂能够很好的应用于多步催化反应中. 此外, 通过一个简单的热处理的方法, 能够缩小硅铝酸盐外壳上的孔道, 我们发现这种孔道调节后的Pd@HMAN纳米催化剂在尺寸选择性氢化反应中有很好的应用前景.     

交联聚膦腈中空微球的可控制备

以分散聚合法制备的聚苯乙烯微球为模板,以六氯环三膦腈、4,4’-二羟基二苯砜为共聚单体,三乙胺为缚酸剂,室温条件下制备出了聚苯乙烯／聚膦腈（核／壳）复合微球,然后用四氢呋喃处理该复合微球,得到聚膦腈中空微球。利用红外光谱、元素分析、扫描电镜及投射电镜对所制备中空微球的结构及形貌进行了表征。结果表明,所制备聚膦腈中空微球...     

原位聚合法制备酚醛树脂空心微球的工艺研究及性能表征

以原硅酸乙酯为核、聚丙烯酸为表面活性剂,甲阶酚醛树脂为壳,采用原位聚合法,利用甲阶酚醛树脂与聚丙烯酸之间的分子间作用力,制备了"核-壳"型酚醛树脂微球.除去原硅酸乙酯,得到了酚醛树脂中空闭孔微球.利用热失重(TG)、扫描电镜(SEM)以及红外吸收光谱(FTIR)对制备的酚醛树脂中空闭孔微球进行表征,并研究了反应体系的pH对制备工艺以及对酚醛树脂微球性能的影响.实验结果表明,当反应体系的pH在1附近时,利用原位聚合法合成的酚醛树脂中空微球具有较好的闭孔结构,红外吸收光谱表明所制备的酚醛树脂微球在实验条件下并未完全固化,热失重结果表明微球具有好的耐热性.     

简易合成纳米多层级镍中空亚微球及其催化苯酚加氢的研究

采用简易一锅法, 在十二烷基硫酸钠-聚乙烯吡咯烷酮水溶液中, 利用水合肼在65 ℃下还原Ni²⁺制备镍纳米材料, 并对其表面形貌和内部结构进行了表征. 结果表明, 该镍纳米材料是壳层中具有大量介孔的中空亚微球, 且表面呈现出松针状叠合的特殊形貌, 因此是纳米多层级结构, 较厚的壳层使其整体类似于封闭的鸟巢状. 以此镍中空亚微球催化苯酚选择性加氢反应, 150 ℃催化反应4 h苯酚的转化率接近100%, 主产物环己醇的选择性高达90%以上. 该镍中空亚微球循环使用20次催化活性基本没有下降, 而且循环使用20次之后的催化剂曝露于空气中表面未被氧化, 基本不会影响其催化活性, 表明该镍中空亚微球具有高的催化活性和优良的循环稳定性能, 有望作为良好的床层催化剂使用.     

以碳微球为核的金纳米壳球体的制备

通过水热合成法制备了单分散碳微球, 并以此单分散碳微球为核, 利用其表面修饰的银纳米粒子作为种子, 进一步还原制备了以碳微球为核、以金为壳的金纳米壳(Nanoshell)球体. 通过透射电子显微镜和紫外可见吸收光谱对其形态以及光谱性质进行了表征. 研究结果表明, 采用该种方法制备出来的碳微球具有良好的单分散性, 表面修饰简便快捷, 利用碳微球为核制备的金纳米壳球体尺寸可控, 在近红外范围内有强吸收. 实验结果证明该方法是制备金纳米壳球体的一种有效新方法.     

铈基催化剂在挥发性有机物催化燃烧治理中的研究进展

铈基催化剂由于其特殊的氧化还原性能在催化反应中得到了广泛应用,在非均相催化反应中其表面性质尤为重要.二氧化铈晶格中的氧缺陷对表面催化反应起着非常重要的作用,而二氧化铈可以有效调节催化剂表面酸碱性,修饰催化活性中心的结构,提高催化剂的储放氧能力,增强其结构稳定性和提高活性组分的分散度等.我们分别从二氧化铈催化剂的制备方法...     

微乳法制备的负载型铑催化剂粒子大小对CO加氢反应性能的影响

 利用微乳法,通过调节W0值(水与表面活性剂的摩尔比), 实现了负载型Rh/SiO2催化剂中金属铑粒子大小的可控合成. 该催化剂具有核壳结构,其中铑为核, SiO2为壳. TEM表征及反应评价结果显示金属铑的粒子大小(1.8～5.0 nm)对CO加氢反应性能具有显著的影响. 当粒子大小为3 nm时, CO加氢反应活性存在最小值; 随着粒子的进一步增大, CO加氢反应活性上升. 与浸渍法制备的催化剂相比,微乳法制备的催化剂粒子大小均一; 对负载量相同、平均粒子大小相同的两种催化剂,微乳法合成的Rh/SiO2催化剂对CO加氢反应具有较高的催化活性.