氮化钨-钨/掺氮有序介孔碳复合材料的制备及其氧还原性能

采用软模板法制备了氮化钨-钨/掺氮有序介孔碳复合材料（WN-W/NOMC）,作为一种高比表面积且价格低廉的阴极氧还原反应催化剂。通过适量添加尿素来改变复合材料中的氮含量,在掺氮量为7%（w/w）时,实验发现材料能够保持完整有序介孔结构,测试其比表面积高达835 m²·g^-1,透射电子显微镜（TEM）测试结果显示其催化颗粒均匀地分散在氮掺杂有序介孔碳载体上。在O₂饱和的0.1 mol·L^-1 KOH溶液中测试了材料的氧还原催化性能（ORR）,显示其起始电位为0.87 V（vs RHE）,极限电流密度为4.49 mA·cm^-2,氧还原反应的转移电子数为3.4,接近于20%（w/w）商业Pt/C的3.8,说明该材料表现出近似4电子的氧还原反应途径。研究结果表明,WN-W/NOMC的催化性能虽然稍弱于商业铂碳（0.99 V,5.1 mA·cm^-2）,但其具有远超铂碳的循环稳定性和耐甲醇毒化能力。     

三维介孔氨基三亚甲基膦酸锆的合成及其担载铁催化剂的甲醛催化氧化活性

以氧氯化锆和氨基三亚甲基膦酸(ATMP)为原料合成了一种新型介孔材料氨基三亚甲基膦酸锆(NTAZP)。使用XRD、FTIR、TG-DTA和SEM等手段对所合成的介孔材料进行了结构表征和形貌分析。然后以NTAZP为载体,用Fe(NO3)3水溶液处理,得到担载Fe3+的氨基三亚甲基膦酸锆。研究结果表明,Fe3+被吸附到载体孔道中后,NTAZP结构未被破坏,Fe3+离子与NTAZP孔壁骨架上的N发生了配位作用。铁担载NTAZP(NTAZP-Fe3+)对甲醛氧化具有良好的催化活性,催化反应条件温和,催化剂稳定性良好。以载体NTAZP担载铁还避免了Fe3+进入水体,催化剂得以回收利用,避免造成二次污染。NTAZP-Fe3+是一种高效绿色的新型小分子醛类化合物氧化催化剂。     

新颖的大环冠醚基对碘苯胺包合物：设计合成、晶体结构及介电性质

合成了新颖的有机-无机杂化超分子化合物,[(4-IA-NH3).(18-crown-6)]2.(Cu2Cl6)(1),4-IA-NH3=对碘苯胺离子,18-crown-6=18-冠-6。并通过红外光谱、粉末衍射、热重分析和单晶结构分析对化合物进行了充分表征。在转子定子型的超分子化合物1中,[(4-IA-NH3).(18-crown-6)]-超分子阳离子和(Cu2Cl6)2-阴离子交错堆积形成包合物结构。变温介电常数测量表明,在130~450 K范围内没有相变引起的介电异样。大环醚的热无序运动及由此引起的氢键偶极瞬间变化使得化合物在低频500 Hz和高温350 K以上具有较高的介电常数并伴随高的介电损耗。     

无外加酸体系中高温合成Al-SBA-15

在无外加酸的体系中,以三嵌段共聚物P123为模板剂,一步合成有序介孔材料Al-SBA-15。考查了高温和硅/铝源物种共水解对产物形貌和结构性质的影响。XRD,N₂吸附脱附,IR,SEM,TEM等结果表明,在无外加酸的体系中,升高晶化温度至423 K促使Al-SBA-15的短棒状颗粒分散、卷曲成环状。与较低晶化温度下得到的样品对比,孔径增大,比表面积明显降低。当晶化温度低于423 K,样品铝含量基本保持不变。研究还发现,硅源/铝源物种共水解时间超过20 h后,所得样品中铝含量明显降低。     

介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的制备及其CO2吸附性能研究

以P123为模板剂,以TEOS为硅源,以氧化石墨烯为复合组分,采用溶胶-凝胶法和自组装法制备了具有较大比表面积的介孔硅复合氧化石墨烯三维多孔材料（MSM/GOs）,进一步通过物理浸渍聚乙烯亚胺（PEI）制备了固态胺吸附材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附-脱附曲线、元素分析等方法表征复合材料的结构和形貌,研究了氧化石墨烯添加量对材料的比表面积和胺化效果的影响以及吸附温度对其吸附CO₂性能的影响。研究结果表明,氧化石墨烯的引入能显著提高介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的比表面积,当GO添加量为4.5wt%时,其比表面积可高达841m²/g。高的比表面积有利于提高材料的氨基含量。在30wt%PEI的物理浸渍胺化后,MSM/GO-4.5@30%PEI拥有最大含氮量（9.59wt%）和CO₂吸附量（1.70mmol/g）。得益于良好的多孔基体和有机胺的均匀分布,MSM/GO-4.5@30%PEI在不同温度下的吸附量较稳定,循环再生吸附后仍能保持初始吸附量的80%。动力学研究表明,准一级模型和Avrami模型均能较好地拟合其吸...     

有序介孔材料: 历史、 现状与发展趋势

有序介孔材料是指孔径在2~50 nm之间的多孔材料, 是一类具有均匀孔径、 高有序度纳米孔道和高比表面积的新材料. 在过去30年里, 有序介孔材料的研究取得了长足的进步, 在可控合成、 结构设计和调控及功能化等方面形成了系统的理论. 同时, 其应用领域也不断被拓展, 包括能源存储与转化、 催化、 生物医药和传感等方面. 本文首先回顾了有序介孔材料的发展历史, 简要介绍发展过程中“里程碑式”的研究工作; 然后根据构效关系总结了其在不同领域应用的最新进展; 最后讨论了有序介孔材料领域进一步发展所面临的挑战与机遇, 并对未来前景进行了展望.     

三维大孔/介孔碳-碳化钛复合材料用于无枝晶锂金属负极

金属锂具有超高的理论容量(3860 mAh·g^-1)和低氧化还原电位(-3.04 V vs.标准氢电极),是极具吸引力的下一代高能量密度电池的负极材料。然而,循环过程中的体积膨胀、锂枝晶生长和“死锂”等问题严重的限制了其实际应用。合理设计三维骨架调控金属锂的成核行为是抑制锂枝晶生长的有效策略。本文中,我们发展了一种“软硬双模板”的方法合成了兼具大孔和介孔的三维碳-碳化钛(Three-dimensional macro-/mesoporous C-TiC,表示为3DMM-C-TiC)复合材料。多级孔道为金属锂的沉积提供了足够的空间,缓冲充放电中巨大的体积变化。此外,TiC的引入显著增强多孔骨架的导电性,改善锂金属的成核行为,促进金属锂的均匀成核和沉积,抑制锂枝晶生长。3DMM-C-TiC||Li电池测试表明,在循环300圈以后,库伦效率仍保持在98%以上。此外,所得材料与LiFePO₄ (LFP)组成的全电池也表现出优异的倍率和循环性能。本工作为无枝晶锂金属负极的设计提供了新的思路。     

“一锅法”制备氨基官能化介孔二氧化硅用于吸附As(V)EI北大核心CSCD

采用3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷(AAAPTS)为单体,通过“一锅法”制备了一种氨基官能化介孔二氧化硅吸附材料用于吸附As(V)。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附-脱附分析对材料进行表征,并对吸附条件进行优化。结果表明,氨基官能化介孔二氧化硅在吸附环境为pH 3,温度25℃,吸附时间30 min时达到最佳吸附效果,其饱和吸附量为93.74 mg/g。动力学吸附、等温吸附实验结果表明,合成的材料符合伪二阶动力学模型且属于单层吸附的化学结合过程。本研究为去除环境水样品中的As(V)提供了潜在吸附材料。     

微乳液法制备介孔碳材料

介孔碳材料因具有高比表面积,规则的孔隙结构,低密度,良好的生物相容性及导电性,被广泛应用于催化、能量储存及转化、吸附分离和药物递送等领域。微乳液法具有制备工艺简便、环境友好、可大规模生产及产物结构可控性强等突出优势,在制备孔隙结构可控和特殊形态介孔碳方面取得突破性的进展。本文首先着重分析了微乳液法制备介孔碳的反应机理,包括微乳液诱导协同组装机制、乳液溶胀效应和微流控液滴技术。其次,进一步探讨了控制介孔碳材料孔隙形态、外部形貌及内部结构的影响因素。最后,对新型介孔碳材料在能源储存与转化、催化、吸附以及药物递送领域的应用进行了归纳,并对未来的发展提出了展望。     

溶胶-凝胶法制备Pb(Zr1?xTix)O3复合梯度薄摸以及介电与热释电特性

"在Pt/Ti/SiO2/Si基片上用溶胶-凝胶法生长制备了PZT(Pb(Zr1-xTix)O3)复合梯度铁电薄膜． 薄膜最终结构由6层组成,"向上"梯度薄膜在Pt底电极上的第一层从PbZrO3开始,顶层是PZT(50/50),即第一层是PbZrO3,第二层PZT90/10 (10%Ti),第三层是PZT80/20,第四层PZT70/30,第五层PZT60/40,第六层PZT50/50．每一层与此相反的是"向下"梯度PZT薄膜．用X射线衍射、俄歇电子能谱和阻抗分析来研究梯度薄膜的结构与介电特性．600