硼杂碳包镍负载钯催化芳香醇需氧氧化

以硼杂碳包镍(Ni@BC)为载体,采用乙醇还原前驱体H_2PdCl_4法制备了一种新型磁可分离Pd/Ni@BC催化剂,并对其进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,选取苯甲醇需氧氧化为探针反应,考察催化剂用量、反应温度和反应时间对催化性能的影响,研究催化剂对其他芳香醇的催化性能和循环使用性能。AAS结果表明,Pd负载质量分数为9.1%,与理论负载量一致。TEM结果显示,Pd纳米颗粒均匀分散在载体表面,平均粒径为4 nm。XRD和XPS结果均表明,催化剂的活性物种为Pd0。在反应温度80℃、O2_压力101.325 k Pa(流速20 m L·min~(-1))、CH_3CN为溶剂和K_2CO_3为碱性助剂条件下,Pd/Ni@BC对多种芳香醇的氧化反应表现出很高的催化活性和选择性,能将苯甲醇、对甲基苯甲醇、对乙基苯甲醇、对异丙基苯甲醇、肉桂醇、安息香、二苯甲醇以及邻甲基苯甲醇等定量转化为相应的醛或酮。催化剂重复使用5次,苯甲醇转化率由97.3%降至78.9%,Pd的少量脱落和部分氧化是催化剂活性降低的主要原因。     

气相爆轰合成碳包铁的影响因素

研究了氢氧摩尔比例与二茂铁质量对制备碳包覆铁纳米颗粒的影响。通过氢气与氧气爆轰产生的高温高速, 在自制爆轰管内分解二茂铁, 合成了碳包覆铁纳米颗粒。经XRD分析与TEM表征发现, 氢氧比例与二茂铁质量在制备碳包铁时相互影响, 氢氧比例主要影响碳包铁的形貌大小及分散性, 二茂铁质量对能否合成碳包铁纳米颗粒影响很大。当氢氧比例为2:1, 二茂铁质量在2.5~3.5 g时, 能够合成碳包覆铁纳米颗粒, 且呈球形或椭球形, 具有明显的核壳结构。从颗粒大小均匀性, 形貌结构及分散性考虑, 氢氧比例2:1, 二茂铁质量3.5 g的反应条件是制备碳包铁的较佳方案。     

气相爆轰法合成超细碳包铁纳米颗粒

以气化五羰基铁为铁源,采用乙炔为可燃气氛,用气相爆轰法成功合成了超细碳包铁纳米颗粒。利用TEM和XRD对合成产物进行分析表明,爆轰产物是由碳壳层、α-Fe和γ-Fe组成的球状包覆型结构,产物分散性好,颗粒大小均匀、形态规则的球形超细纳米碳包铁颗粒,铁核的平均粒径为4.5 nm; Raman光谱分析也证实该纳米粒子表面由为石墨和无定型碳构成包覆。进一步将该纳米碳包铁颗粒在低真空温度673 K下进行热处理发现,铁核颗粒尺寸略有长大,XRD谱线上γ-Fe相消失,转化为α-Fe相,热处理后磁饱和强度提高1倍以上。     

碳包覆氧化镍纳米颗粒制备与电化学性能研究

采用直流电弧放电等离子体技术制备了核壳结构碳包覆氧化镍纳米颗粒,并采用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、X射线能量色散分析谱仪和表面物理吸附仪等测试技术对样品的微观结构进行研究。并利用循环伏安法、恒电流充放电以及交流阻抗等技术研究其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明:直流电弧等离子体技术制备的碳包覆氧化镍纳米颗粒具有典型的核壳结构,内核为面心立方结构的氧化镍纳米颗粒,外壳为碳层。颗粒形貌主要为立方体结构,粒度均匀,分散性良好,粒径分布在30～70 nm范围,平均粒径为50 nm,外壳碳层的厚度为5 nm。碳包覆氧化镍纳米颗粒具有较高的比容量和良好的电化学活性。     

金属对炭黑转化为洋葱状中空结构纳米碳的影响

研究了炭黑分别在 Fe、Co、Ni 三种金属化合物作用下的催化转化行为, 以期使炭黑质点中不连续的无规则小石墨片层重新组装、构筑成洋葱状中空结构纳米碳. 采用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱分析表征了炭黑及其催化炭化产物的微观形貌和结构. 结果表明: 尽管三种金属催化剂均可通过溶碳-析出机制形成过渡态碳包覆纳米金属颗粒, 继而构筑成由准球形同心石墨壳层组合的洋葱状中空结构纳米碳, 但三种金属催化剂显示不同的催化效果, 终碳产物的形态和纯度差异较大, 其中以Fe 的催化效果最好.     

Synthesis and adsorptive properties of sulfonated nanocomposites based on carbon-encapsulated iron nanoparticles and styrene-p-divinylbenzene copolymer

ABSTRACT

A method of the synthesis of novel magnetic nanocomposite adsorbent of Fe(III) from aqueous solutions is presented. The nanocomposites consisted of carbon-encapsulated iron nanoparticles and styrene-p-divinylbenzene copolymer. The adsorptive active sites were introduced via the post-synthesis sulfonation. The presented sulfonated magnetic nanocomposite adsorbents can be easily separated using permanent magnets and their adsorption performance was comparable to the commercially available ion-exchange resins. The determined maximum adsorption capacities were between 10.9 and 49.5 mg?g^?1, whilst the equilibrium was reached for the contact time lower than 60 minutes.     

碳包裹镍核-壳结构复合纳米颗粒的制备及性能研究

采用自行研制的实验装置,通过阳极弧放电等离子体技术成功制备了碳包裹镍核-壳结构纳米复合颗粒,并采用酸洗和磁选的方法对初产物进行了纯化.利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线能量色散分析谱仪(XEDS)等测试手段对样品的化学成分、形貌、微观结构和粒度等特征进行了表征...     

氮杂碳包铁负载钯催化苯甲醇无溶剂氧化

以氮杂碳包铁(Fe@NC)为载体、聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,通过液相还原H_2PdCl_4和后续焙烧法制备新型的磁可分离Pd/Fe@NC催化剂,并进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,将制备的催化剂用于苯甲醇无溶剂需氧氧化反应,考察焙烧温度、反应温度、催化剂用量和碱性助剂对其催化性能的影响,研究催化剂的循环使用性能。结果表明,Pd负载质量分数为4.86%,Pd有效负载比例为97.2%;Pd颗粒在载体上分散均匀,平均粒径为5 nm;催化剂活性物种组成包括Pd~0和含量较低的络合Pd(Ⅱ)及PdO。在无溶剂、无碱性助剂、O_2分压101.325 kPa(O_2流量为20 m L·min~(-1))和低催化剂用量[n(Pd)∶n(苯甲醇)=1∶2 000]条件下,Pd/Fe@NC可高效催化苯甲醇的氧化反应,100℃反应24 h,苯甲醇转化率达86%,苯甲醛选择性为87%,反应过程中无任何有毒物质产生与排放。催化剂循环使用7次后,催化活性略有提高,催化过程中络合的Pd(Ⅱ)向Pd0的转化是其活性提高的主要原因。     

碳包覆CdS纳米颗粒的光学性能研究

采用水热法制备了核壳结构的碳包覆CdS纳米颗粒（CdS@C）,利用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和光谱仪研究了碳包覆层对CdS@C的微观结构与光学性能影响。结果表明,碳包覆CdS纳米颗粒具有明显的核壳结构,内核为六方纤锌矿结构CdS,外壳为碳层。颗粒形貌主要为球形或椭球形结构,粒度均匀,分散性良好,粒径分布在20～60 nm范围,平均粒径为35 nm,外壳碳层的厚度为5 nm。光致发光光谱显示碳包覆CdS的发光强度比纯CdS弱,Raman光谱表明碳包覆CdS样品中碳包覆层的石墨化程度较低,傅里叶变换红外光谱表明纯CdS和碳包覆CdS样品的吸收峰位基本相近,紫外?可见吸收光谱表明碳包覆CdS纳米晶提高了可见光吸收强度,能隙变窄,发生了红移现象。     

碳包覆NiO纳米颗粒的制备与性能

采用直流电弧放电等离子体技术成功制备了碳包覆NiO(NiO@C)纳米颗粒,并对样品的形貌、晶体结构、粒度、比表面积和孔结构采用高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、X射线能量色散分析谱仪、拉曼散射光谱和N_2吸-脱附等测试手段进行了分析。实验结果表明:直流电弧等离子体技术制备的NiO@C纳米颗粒具有典型的核壳结构,内核为面心立方结构的NiO纳米颗粒,外壳为碳层。颗粒形貌主要为立方体结构,粒度均匀,分散性良好,粒径分布在30~70nm范围,平均粒径为50nm,外壳碳层的厚度为5nm。NiO@C纳米颗粒BET比表面积为28m~2/g,等效直径为46nm,与TEM和XRD测得的结果基本一致。Raman光谱说明样品中碳包覆层的石墨化程度较低,发生了红移现象。