一种氧化石墨烯-酞菁复合材料及其非线性光学性能

提出一种溶剂法制备氧化石墨烯复合酞菁材料的途径并应用于激光防护,分别将化学法石墨烯和氧化石墨烯负载到酞菁上并通过扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、X射线吸收近边结构谱（XANES）、热重分析（TGA）等一系列技术手段对其形貌、结构进行表征,用紫外-可见分光光度法（UV-vis）考察其在有机溶剂中的紫外吸收和分散性,再通过用开口孔径Z扫描技术考察其非线性光学性能。表征技术结果发现,浓硫酸溶剂法可以成功将石墨烯及氧化石墨烯与酞菁复合,且浓硫酸浓度越高,接枝结构越稳定。将材料应用到聚氨酯薄膜中表现出一定的反饱和吸收响应,酞菁-少层化学法石墨烯的非线性透过率降低至45.5%,与酞菁相比降幅为39.1%;酞菁-氧化石墨烯的反饱和吸收系数提升至74.6cm/GW,增幅57.1%。在制备过程中给酞菁提供更多接枝位点的基底和溶剂环境,得到的复合材料便能在更高入射能量下表现出更高的反饱和吸收系数和更低的光限幅阈值,对于研究石墨烯和酞菁在非线性光学复合材料技术领域的应用有一定的指导意义。     

负载化/固载化酞菁金属催化剂研究进展

作为新材料及催化剂,酞菁金属化合物得到了广泛深入研究。综述了酞菁金属催化剂负载化/固载化的研究进展。以共价键或配位键将酞菁金属与高分子载体连接,使得酞菁金属催化剂固载化,从而减少催化剂活性组分的流失,提高催化剂性能,是目前该领域的重要研究方向。而在酞菁金属原子上引入种类不同、数目不同的轴向配体,则能够大大改善酞菁金属化合物的催化及光学性能,为酞菁金属材料新的应用奠定了基础。     

酞菁锰-苯甲酸功能化石墨烯的制备及光催化性能研究

以酞菁锰(Mn TAPc)和苯甲酸功能化的石墨烯(BFG)为原料,通过酰胺反应将Mn TAPc负载到BFG上,制备出BFG-Mn TAPc光降解材料。通过透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)对其结构进行表征。以罗丹明B作为模拟污染物,在紫外光条件下研究了BFG-Mn TAPc对罗丹明B的催化降解性能。结果表明,BFG-Mn TAPc能有效降解模拟废水中的罗丹明B,当添加BFG的量为10%,可见光照射3.5h后,其降解率能达到90%;此外,BFG-Mn TAPc能够很好地回收利用,不会造成二次污染。     

硅胶固载氧化镓非均相催化合成乙酸丁酯

在氧化镓固载量为20%,500℃焙烧2 h的条件下制备了硅胶固载氧化物型非均相酯化催化剂Ga2O3/S iO2,用于催化合成乙酸丁酯,考察了催化剂用量、n(正丁醇)∶n(乙酸)、环己烷用量、反应时间、带水剂用量和催化剂重复使用性等因素对酯化率的影响。结果表明,该催化剂催化合成乙酸丁酯的适宜反应条件为:乙酸0.2 mol,n(正丁醇)∶n(乙酸)=1.8,催化剂1.25 g,回流反应1 h,酯化率达99.62%。     

TiO_2/氧化石墨烯复合催化剂的制备及其光催化性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,在此基础上以该GO为载体,通过浸渍-沉淀法在其表面合成TiO2纳米粒子,再通过450℃的焙烧形成TiO2/GO二元复合光催化剂,研究复合光催化剂在紫外光下降解甲基橙的动力学及活性变化规律。使用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和紫外可见漫反射光谱等分析了复合光催化剂的形貌、TiO2粒子的结晶状态以及催化剂的光吸收。结合光催化降解甲基橙实验,探索了复合光催化剂中TiO2含量对其光催化活性的影响。研究结果表明,在TiO2质量分数低于20%时,复合光催化剂中TiO2均匀分散于GO表面;质量分数超过20%复合催化剂中将会有少量TiO2团聚体出现。由于氧化石墨烯的协同效应,紫外光下TiO2/GO复合催化剂的光催化活性要远高于TiO2光催化剂。     

Ti-MCM-41负载酞菁铁光催化氧化脱硫

合成了钛硅分子筛Ti-MCM-41,通过对Ti-MCM-41改性以共价键将带有不同取代基的酞菁铁负载于Ti-MCM-41上制备出Ti-MCM-41负载酞菁铁催化剂,并利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜以及BET氮气吸附-脱附等温线以及紫外-可见吸收光谱对合成的催化剂进行表征。在常温常压下,以Ti-MCM-41负载酞菁铁为光催化剂,空气为氧化剂,己内酰胺四丁基溴化铵离子液体为萃取剂,可见光下催化氧化二苯并噻吩(DBT),采用单一变量法探索该体系的最佳反应条件。结果表明,Ti-MCM-41负载氨基酞菁铁具有较好的光催化活性,且在最佳工艺条件下,DBT的脱除率最高可达95.6%。催化剂重复使用5次后,催化活性没有明显下降。     

金属酞菁的固相法合成

以苯酐、尿素、金属盐、钼酸铵为原料，用固相法合成出一系列金属酞菁配合物，并用元素分析、红外光谱对它们进行了表征。铜、镍、钴、钒等金属酞菁产率较高，镁、锰酞菁产率不高；不同的金属酞菁的理想反应温度为200℃-280℃之间，尿素与苯酐的摩尔比为1：5时产率最高，适量加入碳酸钠和氯化铵有利于产率的提高。本法具有工艺简单、生产稳定、质量好、成本低等优点。     

固载型过渡金属卟啉催化氧化烷烃的研究进展

对固载型过渡金属卟啉在多相催化体系中氧化烷烃的现状进行综述，重点介绍了有机担体如阴离子交换树脂，无机担体二氧化硅、蒙脱土上固载金属卟啉的方法及催化氧化烷烃的效果。固载金属卟啉容易分离，一定条件下，催化剂的寿命较之液相催化剂有所延长，但是也存在反应诱导期长、催化剂制备复杂及容易从担体流失等缺点。     

活性炭固载对甲苯磺酸催化合成柠檬酸三丁酯

以活性炭固载对甲苯磺酸为催化剂，用柠檬酸合成了柠檬酸三丁酯，考察了反应时间，酸醇比，催化剂用量对酯化率的影响。确定了最佳的工艺条件，以0．3mol的柠檬酸为基准n（柠檬酸）：n（正丁醇）=1：4，T=110-140℃，t=3h，M（催化剂）=1．0G，酯化率≥99％，催化剂可回收重复使用。     

聚乙二醇固载四羧基酞菁钴的合成及其脱硫活性的研究

本文合成了聚乙二醇-1000(PEG-1000)水溶性高分子固载4,4′,4″,4(?)-四羧基酞菁钴,并研究了它对含硫化物的催化脱硫活性。     

酞菁类复合催化剂制备及光催化降解四环素性能

采用浸渍法制备了酞菁类复合催化剂,并利用扫描电镜、X射线衍射及红外等对其进行表征。以四环素为底物,探究了降解条件对复合催化剂的光催化降解四环素性能的影响。结果表明,当溶液呈弱碱性,在光照开始时加入过氧化氢1.5 mmol·L~(-1),催化剂与四环素的物质的量比为0.008 5∶1和光照时间60 min的条件下,四环素降解率达99%。     

氧化石墨烯和过渡金属碳/氮化合物固定化酶

二维纳米材料具有高机械强度和比表面积、大量表面官能团、良好的亲水性及生物相容性,是固定化酶的良好载体。本文选取经典的氧化石墨烯（GO）以及新型的过渡金属碳/氮化合物（MXenes）,分别介绍了它们的制备方法和结构、物理和化学性质,综述了它们在固定化酶领域的应用研究,并进行了比较。文中指出：GO由石墨烯经化学氧化再剥离制得,MXenes由其前体经刻蚀制得,不同的氧化或刻蚀方法制得的材料在组成、结构、性能等方面存在差异。GO表面的可反应官能团更多,包括羟基、羧基和环氧基,故在固定化酶领域应用广泛。MXenes固定化酶则主要利用表面的羟基反应或负电荷吸附,目前主要用于制备生物传感器。最后指出这两种材料还存在制备效率低、纳米片易聚集、循环利用性差等问题。今后的发展方向是要开发更为简单和安全的材料制备方法,探索更为有效的插层和剥离手段以及改善固定化酶的回收策略,进一步推进二维纳米材料在固定化酶领域的应用。     

氧化石墨烯复合金属催化剂催化碳酸二甲酯合成反应性能

针对甲醇气相氧化羰基化直接合成碳酸二甲酯（DMC）反应中催化剂活性低和稳定性差的问题，制备了一系列氧化石墨烯复合金属催化剂，并对其进行活性评价。结果表明：催化剂PdCl₂-CuCl₂-KOAc/AC@GO-HCl表现出最佳的催化活性和稳定性：DMC的空时收率（STY）为800~900 g·(L cat)^-1·h^-1，且反应16 h内活性无明显下降；甲醇选择性保持在95%以上，CO选择性为35%~40%。结合XRD和XPS表征发现，活性物种Cu₂Cl(OH)₃的生成，提高了催化剂催化活性，而CuO和KCl均可导致催化剂的失活。     

Fischer-Tropsch synthesis by reduced graphene oxide nanosheets supported cobalt catalysts: role of support and metal nanoparticle size on catalyst activity and products selectivity

In this paper,a series of cobalt catalysts supported on reduced graphene oxide(rGO)nanosheets with the loading of 5,15 and 30 wt-%were provided by the impregnation method.The activity of the prepared catalysts is evaluated in the Fischer-Tropsch synthesis(FTS).The prepared catalysts were carefully characterized by nitrogen adsorption-desorption,hydrogen chemisorption,X-ray diffraction,Fourier transform infrared spectroscopy,Raman spectroscopy,temperature programmed reduction,transmission electron microscopy,and field emission scanning electron microscopy techniques to confirm that cobalt particles were greatly dispersed on the rGO nanosheets.The results showed that with increasing the cobalt loading on the rGO support,the carbon defects are increased and as a consequence,the reduction of cobalt is decreased.The FTS activity results showed that the cobalt-time yield and turnover frequency passed from a maximum for catalyst with the Co0 average particle size of 15 nm due to the synergetic effect of cobalt reducibility and particle size.The products selectivity results indicated that the methane selectivity decreases,whereas the C5+selectivity raises with the increasing of the cobalt particle size,which can be explained by chain propagation in the primary chain growth reactions.     

一种具有温敏表面的氧化石墨烯负载钯催化剂的制备及催化性能

以过硫酸铵（APS）为引发剂,N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为单体,在氧化石墨烯（GO）表面生长温敏高分子聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）,获得复合载体GO-PNIPAM,并通过水相浸渍还原法制备具有温度敏感特性的Pd催化剂（Pd/GO-PNIPAM）。采用红外光谱、差示量热、热重、元素分析、透射电镜和电感耦合等离子原子发射光谱对复合载体GO-PNIPAM和Pd催化剂进行表征。结果表明,PNIPAM在GO上的接枝率约占60%。GO-PNIPAM显示出明显的温敏效应,其最低临界溶液温度约37℃。Pd/GO-PNIPAM上Pd纳米颗粒的平均粒径为(4.70±0.85)nm,远小于Pd/GO中Pd平均粒径(8.79±2.68)nm。因此,PNIPAM在GO上的接枝为金属纳米颗粒的沉积提供了大量的锚定位点,有助于金属纳米颗粒在其上的分散。Pd/GO-PNIPAM在高温下（80℃）肉桂醛（CAL）的选择性加氢反应中显示出优良的催化性能,初始转换频率（initial TOF）达192.3min^-1,高于GO负载Pd催化剂（Pd/GO,103.5min^-1）。Pd/GO-PNIPAM较高的Pd纳米颗粒分散性和高温下对CAL良好的吸附性能协同作用,导致其催化活性提高。     

ZnO/石墨烯复合材料的制备及性能研究

本文将采用溶胶-凝胶法制备纳米ZnO和通过Hummers法制备的石墨烯进行简单的一步超声复合,得到ZnO/石墨烯复合材料。利用XRD、TEM以及紫外可见分光光度计对所制备的ZnO和石墨烯样品进行测试表征,并以亚甲基蓝的降解效率来评价ZnO/石墨烯复合材料的光催化活性能。研究表明:ZnO/石墨烯的光催活性较纯氧化锌提高了4倍有余,当石墨烯质量比为15%时,ZnO/石墨烯的光催化活性最强。     

石墨烯基疏水单体的制备及其防水乳液的应用

采用新癸酸缩水甘油酯（E10P）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）对氧化石墨烯（GO）进行接枝疏水烷基链,得到可水分散性的含碳碳双键的石墨烯基疏水单体（IHGOE）。在壳中引入IHGOE和丙烯酸酯类单体通过自由基聚合得到石墨烯改性的丙烯酸酯有机无机杂化核壳乳液。并通过FTIR、XPS、TG、SEM、粒径等测试对乳液进行了结构分析,并测试了乳液配方中IHGOE含量对涂膜的接触角、附着力、硬度、耐水煮、耐水性、耐酸碱性等性能的影响。结果表明,当乳液配方中IHGOE质量分数为20%时,涂膜的接触角达到最大,即为110.8°,比纯丙烯酸酯乳液涂膜接触角74.3°高出49.1%,显著提高了涂膜的防水性能。同时,涂膜附着力为0级,硬度为2H,耐水煮≥1h,耐水浸泡大于48h,耐丁酮擦拭（1kg）大于100次,耐5%NaOH水溶液浸泡大于24h,耐5%HCl水溶液浸泡大于24h。