银原子修饰铂纳米粒子的制备与其催化活性的研究

以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为保护剂在水溶液中合成了铂（Pt）纳米粒子,利用吸附在Pt纳米粒子表面上的氢还原适量AgNO_3,得到表面修饰了Ag原子的纳米Pt催化剂,并利用苯甲醛的催化加氢反应,考察了Ag原子的修饰量对纳米Pt催化剂的活性影响。实验结果表明：随着Ag原子在Pt纳米粒子表面沉积数量的增加,苯甲醛的转化率先升高后降低,当n（Ag）：n（Pt）为0.005时,纳米Pt催化剂的催化活性最高。     

高折射率TiO2纳米杂化材料的制备与性能研究

以 1,2-乙二硫醇、四溴双酚 A环氧树脂和 9,9-二（[2,3-环氧丙氧基）苯基 ]芴为原料,LiOH的甲醇溶液为催化剂,采用巯基 -环氧点击化学反应制备含 S和 Br元素的聚合物基体;以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶 -凝胶法和分段热固化制备出透明高折射率 TiO₂纳米杂化材料。通过红外光谱、纳米粒度仪、椭圆偏振光谱仪、透射电子显微镜和紫外 -可见分光光度计等仪器对其结构、性能进行表征。结果表明： TiO₂粒子在聚合物基体中成功合成并以纳米尺度均匀分散,材料在可见光区域有很高的透光率,大多在 95%左右;随着 TiO₂粒子杂化量的增加,在 486 nm处的折射率由 1.660 2提高到了 1.756 5,阿贝数由 21.65提高到 34.63。     

特殊形貌纳米铂的制备及其在燃料电池催化剂中应用

综述了近几年来特殊形貌纳米铂的制备及其在燃料电池中的应用的研究进展,具体包括:球状及多面体铂单晶纳米粒子的合成及其催化性能,线状、枝状、花状纳米粒子的合成及其催化性能,基于特殊形貌纳米粒子的核壳结构催化剂研究进展,亚纳米粒子及原子族的制备及研究的相关工作,并展望了该领域未来的研究方向。     

CuO@HHSS催化剂制备及催化还原对硝基苯酚性能

在水热合成复合二氧化硅空心球（HHSS）基础上,以硝酸铜为原料,采用超声辅助浸渍法制备出高分散CuO@HHSS复合催化剂。采用X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段对合成催化剂的形貌和结构进行了表征。结果表明：CuO@HHSS催化剂依然保持HHSS的层次纳米中空结构;CuO颗粒高度分散在HHSS表面,而且复合催化剂具有较高的比表面积（488.9 m²/g）。以对硝基苯酚（4-NP）的催化还原反应作为反应模型,考察了CuO和CuO@HHSS催化剂对4-NP还原的催化性能。结果表明：在不同对硝基苯酚浓度下CuO@HHSS展现出优异的催化性能,在200 s内催化硼氢化钠（NaBH₄）将4-NP转化为对氨基苯酚（4-AP）。     

甘氨酸-硝酸盐燃烧合成制备铜/铁基纳米催化剂及表征

以硝酸铜与硝酸铁为主要原料，甘氨酸为络合剂和燃烧剂，运用甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成了铜/铁基催化剂纳米粒子。讨论了不同甘氨酸/氮质量比对合成的影响，通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、热分析仪和扫描电子显微镜对制备的材料进行了结构及性能表征，考察了其在有机污染物上的催化性能。     

高折射率TiO_2纳米杂化材料的制备及性能研究

以1,2-乙二硫醇、四溴双酚A环氧树脂和9,9-二[(2,3-环氧丙氧基)苯基]芴为原料,LiOH的甲醇溶液为催化剂,采用巯基-环氧点击化学反应制备含S和Br元素的聚合物基体;以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法和分段热固化制备出透明高折射率TiO_2纳米杂化材料。通过红外光谱、纳米粒度仪、椭圆偏振光谱仪、透射电子显微镜和紫外-可见分光光度计等仪器对其结构、性能进行表征。结果表明:TiO_2粒子在聚合物基体中成功合成并以纳米尺度均匀分散,材料在可见光区域有很高的透光率,大多在95%左右;随着TiO2粒子杂化量的增加,在486 nm处的折射率由1.660 2提高到了1.756 5,阿贝数由21.65提高到34.63。     

Ni-Cr-Co氧化物纳米催化剂对甲醇阳极氧化的电催化性能研究

采用了热分解法合成Ni-Cr-Co氧化物纳米粒子,并用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的阳极电催化剂。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,制得的纳米催化剂均匀分散,且粒径为25~50 nm。利用循环伏安法(CV)对不同金属摩尔比和焙烧温度下的催化剂在甲醇氧化反应中的活性进行了研究。结果表明,Ni-Cr-Co(摩尔比为1∶1∶1.5)的纳米氧化物对甲醇氧化反应的起始电位、峰值氧化电流密度和If/Ib分别为0.38 V,19.3 mA/cm2和1.72,表现了很好的电催化性能。     

溶胶-凝胶法制备纳米氧化镁

采用溶胶-凝胶法,以六水氯化镁和氨水为原料,以聚乙二醇（PEG）为改性剂进行了纳米氧化镁的改性研究,并用X-射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）及比表面分析仪（ASAP2020）对产物进行了表征。结果表明该方法制备的纳米氧化镁具有粒径小、比表面积大和热稳定性好的特点,PEG不但控制了纳米氧化镁粒子的形状和大小,还使粒子的结晶度、分散性提高,并且基本上无团聚现象。     

壳聚糖修饰磁性纳米粒子对BSA的吸附性能

采用化学共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米粒子,以（3-氯丙基）三甲氧基硅烷为偶联剂将壳聚糖共价键合到磁性Fe3O4纳米粒子的表面,通过红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及热重分析（TGA）对其进行了表征。主要研究了不同影响因素（吸附时间、pH值、牛血清白蛋白浓度）下壳聚糖修饰的磁性纳米粒子对牛血清白蛋白（BSA）的吸附性能。结果得到壳聚糖修饰的磁性Fe3O4纳米粒子粒径为20 nm左右,壳聚糖在磁性Fe3O4纳米粒子表面的接枝率为15.40%。研究表明：在不同条件下,与未修饰的磁性Fe3O4纳米粒子相比,经壳聚糖修饰的Fe3O4纳米粒子对BSA均表现出较强的吸附能力。     

二苯乙烯型荧光聚合物复合纳米SiO2粒子的制备及性能研究

以4,4’-二氨基二苯乙烯- 2,2’- 二磺酸（DSD酸）为发光母体,三聚氯氰为交联剂,利用亲核取代反应将对氨基苯磺酸、壳寡糖引入到发光母体上,合成了一种悬挂型壳寡糖荧光低聚物（COS-FBs）。然后将其作为反应原料,利用改进的stober合成法制备出了一种荧光纳米粒子聚合物（SiO2/ COS-FBs）。利用红外光谱、X射线光电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）研究了其结构、形貌、尺寸,紫外分光光度计和荧光分光光度计研究了其光物理性能,同时也通过紫外老化实验考察了其在纸张上的返黄抑制效果。结果表明,合成出来的荧光纳米粒子聚合物（SiO2/ COS-FBs）具有规则的球形结构,粒子尺寸为 90 nm左右;与未经纳米改性的荧光低聚物（COS-FBs）相比,紫外吸收变宽,荧光强度提高;同时其纸张增白和光返黄抑制效果有所提升。     

介孔二氧化硅KIT-6介观单晶微球的合成

以非离子表面活性剂［聚环氧乙烷（PEO）-聚环氧丙烷（PPO）-聚环氧乙烷三嵌段共聚物,P123］和阳离子聚电解质（聚二甲基二烯丙基氯化铵,PAC）形成的复合物胶束为模板,合成了具有球形形貌的介孔二氧化硅KIT-6介观单晶微球。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气物理吸附和热重分析（TGA）等手段对合成材料的形貌及孔结构进行了表征分析。结果表明,以有机复合物胶束为模板合成出的介孔KIT-6二氧化硅材料具有较规整的球形形貌,颗粒直径为2~3 μm,具有较大的比表面积和孔体积（747 m²/g和1.3 cm³/g）,介孔孔径为8.5 nm,且在整个颗粒内部介孔保持高度的有序排列。由于长链聚电解质PAC与硅源有着较强相互作用,样品可以在较高水热温度下（160 ℃）合成,有利于提升介观结构的稳定性。该合成方法对于介孔二氧化硅KIT-6单晶微球的合成及其在催化及吸附分离等领域的应用具有一定的启发意义。     

相变石蜡微胶囊的制备及表征

采用分散聚合法,二乙烯苯为交联剂,制备了石蜡/P（MMA-co-MAA）相变储能微胶囊.采用光学显微镜,扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）对其进行表征.实验结果表明：微胶囊呈球形,平均粒径为4.2um,几乎没有粘结,其相变温度为27.24℃,相变潜热为81.53J/g,芯材含量达到72.6％,同时具有良好的热稳定性.     

表面活性剂为碳源制备纳米碳化钼

以表面活性剂为碳源,通过程序升温反应法成功制备了α-Mo2C,并用粉末X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、热失重分析（TG）和透射电子显微镜（TEM）等现代分析技术,对所制备的α-Mo2C进行了表征。结果表明：不同的表面活性剂高温分解所得碳原子或碳基作碳源,所生成的α-Mo2C的颗粒粒径明显不同。制得的α-Mo2C是六方晶,α-Mo2C的颗粒粒径达到纳米级,并且用聚乙烯吡咯烷酮作碳源生成的Mo2C颗粒粒径小于用双十八烷二甲基氯化氨作碳源生成的Mo2C颗粒粒径。     

液相还原法制备超细球形镍粉的工艺研究

以水合肼作为还原剂,在碱性条件下,不使用任何分散剂制备超细镍粉。使用引发剂,控制反应温度80℃,反应物Ni^2＋浓度可高达1．5mol／L。采用X射线衍射分析、扫描电镜等手段对样品进行了表征,结果表明：制得的镍粉纯度高,球形度好且表面光滑,分散性好,平均粒径约为150nm。     

前驱体结构对多环芳烃选择性开环Pt/Beta催化剂的影响

以海绵铂为原料合成出［Pt（NH₃）₆］Cl₄络合物,采用热重分析（TG）、扫描电镜-能谱（SEM-EDS）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）、质谱（MS）、X射线光电子能谱（XPS）等手段确定了［Pt（NH₃）₆］Cl₄的结构组成;以H₂PtCl₆、Pt（NH₃）₄Cl₂和［Pt（NH₃）₆］Cl₄为前驱体,采用等体积浸渍法制得Pt/Beta催化剂,采用X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）、氢氧滴定（H₂-O₂）、透射电镜（TEM）、氢气程序升温脱附（H₂-TPD）等表征了Pt/Beta催化剂的物化性质,并考察了Pt/Beta催化剂的多环芳烃选择性开环性能。结果表明,［Pt（NH₃）₆］Cl₄络合物具有更高的“抗自还原”能力,可从前驱体结构上降低铂氨前驱体受热分解时的自还原现象。前驱体结构对铂纳米颗粒的几何尺寸及分布有较大影响,一方面络合物的价态显著影响前驱体与分子筛间的静电作用,进而影响铂纳米颗粒的落位与尺寸;另一方面络合物的空间结构影响前驱体在分子筛微孔中的分布,影响铂纳米颗粒的Ostwald熟化速率。前驱体结构可调变Pt/Beta催化剂的双功能匹配关系,显著影响Pt/Beta催化剂转化甲基萘的活性、稳定性,采用［Pt（NH₃）₆］Cl₄前驱体制备的Pt/Beta催化剂具有更优的活性及长周期稳定性。     

Synthesis and electrochemical study of Pt-based nanoporous materials

In the present work, a variety of Pt-based bimetallic nanostructured materials including nanoporous Pt, Pt-Ru, Pt-Ir, Pt-Pd and Pt-Pb networks have been directly grown on titanium substrates via a facile hydrothermal method. The as-fabricated electrodes were characterized by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction and electrochemical methods. The active surface areas of these nanoporous Pt-based alloy catalysts are increased by over 68 (Pt-Pd), 69 (Pt-Ru) and 113 (Pt-Ir) fold compared to a polycrystalline Pt electrode. All these synthesized nanoporous electrodes exhibit superb electrocatalytic performance towards electrochemical oxidation of methanol and formic acid. Among the five nanoporous Pt-based electrodes, the Pt-Ir shows the highest peak current density at +0.50 V, with 68 times of enhancement compared to the polycrystalline Pt for methanol oxidation, and with 86 times of enhancement in formic acid oxidation; whereas the catalytic activity of the nanoporous Pt-Pb electrode outperforms the other materials in formic acid oxidation at the low potential regions, delivering an enhanced current density by 280-fold compared to the polycrystalline Pt at +0.15 V. The new approach described in this study is suitable for synthesizing a wide range of bi-metallic and tri-metallic nanoporous materials, desirable for electrochemical sensor design and potential application in fuel cells.     

Dehydrogenation of methylcyclohexane over Pt supported on Mg-Al mixed oxides catalyst: The effect of promoter Ir

To enhance the hydrogen release during hydrogen storage, several Pt-Ir supported on Mg-Al mixed oxide catalysts were prepared and then applied into the dehydrogenation of methylcyclohexane (MCH) in this study. The effects of iridium content, reduction temperature on the activity and stability of the catalysts were studied in detail. In the presence of Ir, metal particle size was decreased and electron transfer between Ir and Pt was observed. High reduction temperature increased the metallic Ir content but enlarged the particle size of active sites. During the dehydrogenation reaction on Pt-Ir bimetallic catalyst, MCH was efficiently converted into toluene and PtIr-5/ Mg-Al-275 exhibited the highest activity. After prolonging the residence time and raising the reaction temperature to 350 °C, the conversion and hydrogen evolution rate were increased to 99.9% and 578.7 mmol·(g Pt)^-1·min^-1, respectively. Moreover, no carbon deposition was observed in the spent catalyst, presenting a high anti-coking ability and good potential for industrial application.     

α-Fe_2O_3空心球的溶剂热合成与表征

以FeCl3.6H2O为原料,乙醇为溶剂,采用聚乙二醇（PEG-400）辅助的溶剂热法制备了大小均匀的α-Fe2O3空心微球,其直径约为900 nm,粒径分布均匀。产物经X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）进行了表征。     

碳化钨/碳气凝胶纳米复合材料增强Pt电催化甲醇性能的研究

以间苯二酚和甲醛为原料,采用溶胶-凝胶法原位合成WC纳米颗粒制备了碳化钨/碳气凝胶(WC/CAs);以WC/CAs为载体,利用微波加热乙二醇还原法制备了Pt/WC/CAs催化剂。运用循环伏安法(CV)、线性扫描(LSV)、计时电流法(CA)、能谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等技术分析Pt/WC/CAs催化剂的组成、结构及其对甲醇的电催化氧化活性的影响。实验结果表明,载体中WC纳米颗粒的加入促进Pt贵金属颗粒对甲醇的电催化氧化活性,正扫电流峰ip与扫描速率的平方根v1/2线性相关,Pt/WC/C催化氧化甲醇的过程受扩散控制;且电催化活性比Pt/C要好。     

几种糖类物质对纳米碳酸钙结晶的影响

纳米碳酸钙是一种重要的新型纳米材料,在涂料、橡胶、造纸等领域有着广泛应用,制备不同类型的纳米碳酸钙颗粒一直是研究的重点。通过碳化法合成纳米碳酸钙,分别以葡萄糖、蔗糖和可溶性淀粉作为晶型控制剂,使用FT-IR、TEM、XRD等仪器对样品进行表征。实验结果表明,由于糖类物质结构中存在的极性—OH基团有较高的电负性,通过电荷匹配作用与Ca²⁺配位,从而对纳米碳酸钙颗粒的粒径大小、形貌和晶型起到调控作用。通过探究不同糖类物质对纳米碳酸钙结晶的影响,为同类研究提供了可靠的实验数据和经验。