Klebsiella PneumoniaeECU-15生物纳米钯催化剂的制备、表征及其合成机理初探

利用自行筛选的克雷伯氏杆菌ECU-15(Klebsiella pneumoniae ECU-15)还原钯离子制备了生物纳米钯催化剂,并通过TEM、XRD、EDS对纳米钯的结构进行表征。EDS与TEM结果显示:纳米钯颗粒呈球形负载于菌体表面,平均粒径为15 nm。0.5 mg 5%Pd/Pd(0)对Cr(VI)(384μmol?L-1)还原为Cr(III)的转化率在50 min内达到99.67%。在此基础上,进一步利用FTIR与氨基聚苯乙烯微球模拟实验推测K.pneumoniae ECU-15合成生物纳米钯的可能机理是:微生物细胞表面氢酶在生物纳米钯合成过程中调控Pd(0)晶体的活性位点,而表面氨基基团可能仅作为提供成核位点。该研究结果可以为制备高效稳定的生物纳米钯催化剂提供了初步的理论基础和实践指导价值。     

制备钯金属纳米颗粒的还原方法及还原机理

对于燃煤的IGCC系统中,通过水煤气(CO+H2)的转换来分离H2/CO2,已成为捕集分离CO2主要手段,而对于具有独特透氢性能钯因素则是分离氢气的主要介质,钯掺杂的氢气分离膜则越来越被研究所关注。然而钯纳米颗粒粒径大小及钯的团聚问题已成为钯功能发挥的最大障碍,因此发展和完善钯纳米颗粒的合成和钯盐的还原则显得越来越重要。介绍钯还原方法和各还原剂的还原机理,特别是对现在最被研究者广泛应用的化学还原法做了较为详细的说明,为制备钯纳米颗粒提供一些参考,同时为实现钯掺杂的氢气分离膜的最大氢气透过率和分离性能,研究出一种低成本、高效率气体分离膜。     

Pd/Fe_3O_4磁性复合材料的生物合成及其催化性能研究

利用金属还原菌Shewanella oneidensis MR-1在Fe_3O_4微球上原位负载钯纳米颗粒,成功合成了Pd/Fe_3O_4磁性复合材料并对其进行表征分析。Pd/Fe_3O_4磁性纳米复合材料能催化硼氢化钠还原对硝基苯酚等硝基芳香化合物,反应30 min后,对硝基苯酚(4-NP)的去除率可达98%。Pd/Fe_3O_4磁性复合材料在室温下具有超顺磁性,在外加磁场条件下即可快速从反应液中分离出来和重复利用,且重复利用10次后4-NP去除率依然超过86%,具有良好的稳定性。该生物合成方法不需要有害的试剂,而且解决了生物钯的回收和重复利用问题,为贵金属纳米复合材料的发展开辟了一条新的、环境友好的途径。     

贵金属纳米颗粒及其催化剂的生物还原制备技术

利用自行筛选的具有强还原能力的菌株制备得到银纳米颗粒,所得颗粒的粒径基本在10 nm以下,主要集中在2～8nm.将生物还原过程进一步引入催化剂制备过程.得到负载犁银催化剂和负载型钯催化剂,并将催化剂分别应用于1,2一丙二醇空气氧化合成丙酮醛、CO氧化生产CO2以及蒽醌加氢反应中.     

Ag/WO3纳米复合材料可见光催化还原废水中六价铬的研究

以钨酸钠和硝酸银为原料，采用水热法合成得到Ag/WO₃纳米复合材料。XRD和SEM结构分析表明，Ag纳米颗粒掺入到WO₃结构中，增加了孔隙率和粗糙度，增强了纳米复合材料表面的活性位点，提高了有效比表面积。光催化实验表明，分别以WO₃和Ag/WO₃为光催化剂处理模拟废水中的Cr(Ⅵ)离子，对应在155 min和130 min的可见光照射后，Cr(VI)离子被完全去除。通过考察Ag/WO₃对实际工业废水中Cr(Ⅵ)的光催化还原能力，结果表明，该光催化剂在还原工业废水中的Cr(Ⅵ)方面具有良好性能。     

Pd纳米线/Pt纳米粒子复合材料的制备及其氧还原催化性能

利用氧化铝模板法结合恒电位法制备了钯纳米线, 再结合循环伏安法制备了Pd纳米线/Pt纳米粒子复合材料, 用扫描电子显微镜观察了所制备的复合材料的形貌, 用能谱仪确认了复合材料的成分, 利用循环伏安和线性扫描测试了复合材料的氧还原催化性能。研究结果发现, 复合材料表现出优于纯铂和纯钯的催化性能, 氧还原峰电流分别比纯铂纳米颗粒和纯钯纳米线的高了8.1倍和2.1倍, 氧还原的起峰电位比铂纳米粒子的正移了140mV。     

植物法制备钯纳米颗粒及其应用

对利用柚子皮提取液还原制备钯纳米颗粒及其降解偶氮染料甲基橙进行研究,采用X射线衍射、电子能谱、透射电镜和傅里叶红外光谱对制备的钯纳米颗粒进行表征与分析,并通过紫外-可见分光光度法研究其对甲基橙的催化降解能力。结果表明,生成的钯纳米颗粒平均粒径约80 nm,粒径分布窄,分散性好,对甲基橙有很好的降解效果。     

纳米零价铁去除水中六价铬的研究

以聚乙二醇(PEG)为分散剂,在乙醇-水混合溶剂中合成改性纳米级零价铁颗粒(nZⅥ)。利用透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD)对其结构、组成和物理性质进行表征,讨论了n ZVI去除Cr(Ⅵ)的影响因素,并对反应产物进行XPS检测。结果表明,乙醇比例为50%时制备出的纳米零价铁直径在30⁶0 nm,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,为95.30%。nZⅥ投加量越大,Cr(Ⅵ)初始浓度越小,p H越小,温度越高,均有利于水中Cr(Ⅵ)的去除。纳米零价铁将Cr(Ⅵ)吸附后将其还原为Cr(Ⅲ),反应过程主要以还原作用为主。并且对Cr(Ⅵ)的去除能用准一级反应动力学方程描述。     

Pd/C催化Suzuki偶联反应合成啶酰菌胺中间体

采用过氧化氢改性活性炭,并将其作为载体制备Pd/C催化剂。结果表明,通过不同温度处理,活性炭织构和表面性质被选择性地修饰,载体表面官能团影响钯纳米颗粒的分散度和化学状态。与其他处理温度相比,250℃处理的活性炭表面含有更多的酸性含氧基团,所制得Pd/C分散度最高。在催化Suzuki偶联反应合成啶酰菌胺中间体4′-氯-2-硝基联苯中活性显著提高,反应收率增加。酸性含氧基团为钯纳米颗粒在活性炭表面的分散提供了有效的锚定位点,促进了载体与钯纳米颗粒之间的电子转移,形成了相对缺电子的钯纳米颗粒,从而提高了Pd/C催化剂的活性。     

以脱铁蛋白为模板控制合成CoO纳米颗粒

提出利用生物模拟化学原位合成纳米颗粒的方法.利用马脾铁蛋白作为限制性反应器控制金属Co离子水解、氧化还原等反应组装成单分散的CoO纳米粒子.在碱性条件下脱铁铁蛋白限制性合成磁性CoO纳米颗粒,通过透射电子显微镜(TEM)和元素分析(EDX)对产品的结构和组成分析表征,颗粒尺寸在3～8nm范围.此外,采用紫外、可见吸收光...     

Ti/TiO_2/Pd纳米电极的制备和电催化性能

采用阳极氧化法在纯钛表面生成结构高度有序的二氧化钛纳米管阵列,并通过室温固相反应制备了钯纳米颗粒。采用自组装方法将钯纳米颗粒修饰到Ti/TiO2表面制备了Ti/TiO2/Pd纳米电极。利用电子扫描显微镜、X-射线衍射分析二氧化钛纳米管、钯纳米颗粒和纳米电极的微观结构和表面形貌,并研究了Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化性能。结果表明,TiO2纳米管排列整齐有序,Ti/TiO2/Pd电极中Pd纳米颗粒均匀分散在TiO2纳米管表面。电化学测试结果表明,Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化氧化过程具有很好的电催化活性。     

纳米零价铁去除水中六价铬的研究

以聚乙二醇(PEG)为分散剂,在乙醇-水混合溶剂中合成改性纳米级零价铁颗粒(nZⅥ)。利用透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD)对其结构、组成和物理性质进行表征,讨论了n ZVI去除Cr(Ⅵ)的影响因素,并对反应产物进行XPS检测。结果表明,乙醇比例为50%时制备出的纳米零价铁直径在30~60 nm,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,为95.30%。nZⅥ投加量越大,Cr(Ⅵ)初始浓度越小,p H越小,温度越高,均有利于水中Cr(Ⅵ)的去除。纳米零价铁将Cr(Ⅵ)吸附后将其还原为Cr(Ⅲ),反应过程主要以还原作用为主。并且对Cr(Ⅵ)的去除能用准一级反应动力学方程描述。     

钯负载羟基氧化铁纳米棒的合成及对硅烷氧化反应性能影响

以氯化铁、氯化钠和碳酸钠为原料通过共沉淀法合成羟基氧化铁(FeOOH)纳米棒，采用管式加热炉焙烧并通入H₂/Ar混合气进行还原反应，再通过浸渍法将钯单原子负载在FeOOH纳米棒上，合成了钯单原子负载FeOOH纳米棒(Pd₁/FeOOH),并对其结构进行了表征。以甲基二苯基硅烷为模型化合物，研究其有机氧化催化反应活性，结果表明该催化剂对甲基二苯基硅烷的氧化反应具有较好的催化性能，t=15 min,甲基二苯基硅烷氧化反应转化率为99%,产物甲基二苯基硅醇的选择性为99%,转化频率(TOF)为6 820 h^-1。     

溶剂稳定的钯纳米颗粒的控制合成

以乙酸钯为前体、三缩四乙二醇为溶剂和还原剂,在不使用保护剂、适量无水乙酸钠存在下,60℃水浴加热4 min,乙酸钯还原得到溶剂稳定的粒径小、大小均一、分散性好的钯纳米颗粒,平均粒径为(3.51±0.49)nm。     

DNA辅助合成Pd纳米粒子及其催化性能研究

采用鱼精DNA为模板,利用Pd2+离子与鱼精DNA间的配位作用将其预先结合在DNA模板上,再以原位还原的方法制备水相中稳定、分散的钯(Pd)纳米粒子。用透射电子显微镜(TEM)对Pd纳米粒子的形貌进行表征。以Pd纳米粒子催化4-硝基苯酚还原为4-氨基苯酚的实验来考察Pd纳米粒子的催化性能,实验结果发现鱼精DNA辅助合成的Pd纳米粒子有较好的催化性能。     

爆炸法合成中空碳纳米颗粒

采用爆炸辅助化学气相沉积法,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料,在金属催化剂作用下合成了粒径分布在20 nm～40 nm的中空碳纳米颗粒.更为重要的是,发现中空碳纳米颗粒可在无金属催化剂作用下自组装形成.在此过程中,控制炸药和碳源的比例对于碳颗粒的结构和尺寸有重要影响.当炸药与碳源的摩尔比例合适时,产物中中空碳纳米颗粒的含量达到95%以上,且粒径分布均匀,约为10 nm.     

制备条件对钯/陶瓷膜催化剂性能的影响

将钯纳米颗粒负载于陶瓷膜表面制备钯/陶瓷膜催化剂,并用于对硝基苯酚催化加氢反应中,考察了陶瓷膜孔径,硅烷偶联剂KH550溶剂及其浓度和改性时间,钯盐浸渍浓度、温度及时间以及还原温度对膜催化剂催化性能的影响.结果表明,采用孔径为200 nm 的氧化铝陶瓷膜,在6g/L的硅烷偶联剂KH550溶液中浸渍48 h,然后在40℃的浓度为0.030 mol/L乙酸钯溶液中浸渍20 h,最后采用水合肼在0℃还原30 min,得到的钯/陶瓷膜催化剂在对硝基苯酚催化加氢反应中显示了较好的催化性能,其加氢速率达15.5 mol/(h·m2).     

氧化石墨烯负载金纳米颗粒及其催化活性研究

在不外加任何还原剂的情况下,利用氯金酸和氧化石墨烯之间的氧化还原反应将金纳米颗粒成功负载到氧化石墨烯上,合成了金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料。利用透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对复合材料进行了结构表征与形态分析,并研究了金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料对Suzuki-Miyaura偶联反应的催化效果。结果表明,通过调节氯金酸与氧化石墨烯的质量比,可以得到不同形状的金纳米颗粒;金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料对Suzuki-Miyaura偶联反应具有很高的催化活性,并且很容易从反应体系中回收。     

疏水性钯纳米团簇的合成及其作为表面增强拉曼散射基底的应用

以醋酸钯为前体、有机氢硅烷为还原剂开发了一种简单温和的疏水性钯纳米颗粒制备方法。通过调节前体、保护剂和还原剂的配比,在氯仿溶液中室温条件下合成了疏水性的钯纳米团簇和钯纳米球。运用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、光学接触角测试仪、循环伏安法（CV）、表面增强拉曼光谱（SERS）对这两种钯纳米材料进行了测试表征。TEM观察表明这两种钯纳米材料粒径分布均匀,分散性良好。接触角测试表明钯纳米团簇与钯纳米球均具有疏水性。CV测定结果显示这两种钯纳米材料具有良好的电催化稳定性,钯纳米团簇比钯纳米球对乙醇氧化具有更突出的电催化性能,表明钯纳米团簇结构稳定并具有更大的比表面积。SERS测试表明钯纳米团簇是一种优良的疏水性表面增强拉曼散射基底,利用这种基底对疏水性致癌物3,4-苯并芘和联苯胺进行了SERS快速检测,检测限为0.1mg/mL。     

Pd-Pb/SiO2催化高浓度乙烯基乙炔加氢合成丁二烯

研究了硅胶负载钯铅双金属催化剂催化高浓度乙烯基乙炔加氢合成丁二烯过程。结果表明,加入适量的铅可起到分隔钯纳米粒子,阻碍钯纳米粒子团聚的作用,从而提高催化剂的催化活性,最佳Pb/Pd摩尔比为0.2。继续提高Pb/Pd摩尔比时,会生成铅钯合金相,造成催化剂活性降低。X射线光电子能谱结果表明,催化剂的催化活性与Pd 3d的电子结合能呈正相关关系。制备催化剂过程中,还原温度对催化剂的结构和催化性能影响显著。在350℃下还原得到的催化剂中金属氧化物还原不彻底,催化剂活性较低;还原温度为450℃时,则会引起钯纳米粒子烧结,造成催化剂的催化活性和对丁二烯的选择性同时降低;催化剂的最佳还原温度为400℃。在40℃催化乙烯基乙炔反应40 h后,积炭造成催化剂的孔道堵塞,催化剂失活。因此,需要进一步开展改善催化剂的抗积炭能力和使用寿命方面的研究。