模板法合成介孔材料的研究进展

介孔材料因具有大的比表面积、孔分布有序且孔径均匀等结构优点,在催化、分离等领域中有潜在的应用价值,已成为一个研究热点。本文综述了用模板剂制备介孔材料的制备方法、合成机理以及有机模板剂的脱除途径等,并就其研究方向做了简要论述。     

Al-MCM-41介孔材料的合成与表征

以正硅酸乙酯(TEOS)作硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作模板剂,采用水热合成法在碱性条件下制备了Al-MCM-41介孔材料。用XRD、低温N2吸附和紫外漫反射光谱表征了其结构,表明产物中Al已嵌入到介孔材料的骨架中。其中Al的配位状态由于掺杂量的不同而不同,量多时是以四配位进入MCM-41的骨架的,量少时是以六配位处于MCM-41的骨架外。     

浸渍法制备Ni-L/g-C_3N_4复合材料及其光催化产氢性能研究

通过金属-有机骨架(MOF)-模板设计策略,制备具有优异光催化活性的非贵金属助催化剂/固溶体异质结Ni-L/g-C_3N_4.通过调节g-C_3N_4与Ni配合物(Ni-L)负载浓度,微调异质结的化学组成和带隙,并进一步优化光吸收能力和光催化活性,获得最佳产生氢气速率为23. 69μmol·g~(-1)·h~(-1),且在可见光照射下(λ 420 nm)具有较高的稳定性和可回收性.进一步的表征和DFT计算揭示了异质结和光催化活性之间的关系,并证实Ni-L/g-C_3N_4在加速水解离动力学中的重要性.     

高比表面积有序介孔LaFeO3的制备及其在CO催化氧化中的应用

以介孔为5. 6 nm左右的有序介孔氧化硅(KIT-6)为硬模板,六水合硝酸镧、九水合硝酸铁及柠檬酸为混合前驱体,成功制备了高比表面积有序介孔LaFeO3。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和氮气物理吸附等测试对所合成材料进行了细致表征。结果表明所合成的材料具有超细骨架尺寸(5 nm)、高的结晶度和有序介观结构,其比表面积高达286 m2/g,孔体积为0. 5 cm3/g,孔径为5. 9 nm左右。在内径4 mm的微型反应器内,对所合成有序介孔LaFeO3进行了CO的催化氧化活性评估。测试结果表明有序介孔LaFeO3具有较高CO催化氧化活性,显著优于体相LaFeO3,在消除低浓度的CO气体方面有潜在应用价值。     

磷钨酸原位改性HMS催化苯甲醚乙酰化反应

以正十二胺(DDA)为模板剂、正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源、磷钨酸(HPW)为活性组分,经原位合成法制备了HPW改性的介孔材料HMS(HPW-HMS),并以此催化剂催化苯甲醚与乙酸酐发生傅-克(Friedel-Crafts)酰基化反应合成对甲氧基苯乙酮,对催化剂进行了XRD和IR表征,研究了催化剂制备方法、脱除模板剂的方式以及催化反应条件,考察反应温度、反应时间、催化剂质量、反应物的物质的量等对苯甲醚转化率和主产物对甲氧基苯乙酮选择性的影响。实验结果表明,固体催化剂HPW-HMS在此反应中具有较高的催化活性,当反应温度100℃,反应时间4h,催化剂质量0.15g,原料物质的量比n(苯甲醚)∶n(乙酸酐)=1∶1.5时,苯甲醚转化率达到83.1%,对甲氧基苯乙酮选择性达97.3%。     

介孔碳材料应用于燃料电池催化剂载体的研究进展

综述了介孔材料及介孔碳的合成机理、方法和进展,并对介孔碳做燃料电池载体的应用进行了简要概括.介孔碳具有较高的比表面积、热稳定性,以及独特的孔结构,以介孔碳为载体的催化剂的电催化性能要优于以活性炭为载体的催化剂的性能.     

金属有机骨架铜卟啉材料的制备及其吸附性能

为有效去除废水中的染料,以四(4-羧苯基)卟啉(TCPP)作为配体,构建金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)材料应用于对染料的吸附,将硝酸铜(Cu(NO_3)_2·3H_2O)作为金属盐,TCPP作为有机配体,采用表面活性剂辅助的方法制备二维CuTCPP MOF纳米片,并通过溶剂热法合成体相CuTCPP MOF;采用XRD、SEM、TEM和FTIR等方法对CuTCPP MOF进行结构及形貌的表征,对比研究2种结构的CuTCPP MOF对罗丹明B(RhB)的吸附性能.结果表明:CuTCPP MOF纳米片和体相CuTCPP MOF均为四方晶体结构,对罗丹明B的吸附均符合准二级动力学方程和Langmuir等温方程;与体相CuTCPP MOF相比,CuTCPP MOF纳米片具有超薄的片层结构和更大的比表面积,对罗丹明B的吸附性能更优异,平衡吸附量达593.78 mg/g,而体相CuTCPP MOF对罗丹明B的平衡吸附量为211.13 mg/g.     

金属有机骨架材料在超级电容器中的应用进展

金属有机骨架(Metal-Organic Framework,MOF)材料作为一种新型的多孔材料,由于其巨大的比表面积(最高可达7 000 m2·g-1)、高孔隙率、低密度及孔径可调等特点,在气体贮藏与分离、传感器以及催化等应用上显露出巨大的潜能,同时其在电化学储能方面也具有应用前景.聚焦近期MOF及其衍生材料在超级电容器中应用的研究,发现该材料的特性及存在的问题,探索制备廉价、高性能的MOF超级电容器电极材料.     

钒-钛二元氧化物介孔材料的合成、表征及催化应用

以月桂酸和十二胺为模板剂,硫酸钛和偏钒酸铵为金属源,通过溶胶-凝胶法合成,经过焙烧得到一系列不同钒/钛物质的量比的钒-钛二元氧化物介孔材料。采用XRD、BET等多种手段对介孔材料进行了表征。结果表明,所制备的V-Ti-O为介孔结构;有部分的金属钒进入了介孔的骨架中,其余可能以V2O5形式存在于介孔的表面,n(V)/n(Ti)可达0.43;随着n(V)/n(Ti)增加,孔径增大,但介孔的规整度降低。所合成的材料在苯的羟基化反应中表现出良好的催化活性。     

Ag担载介孔Bi2WO6的制备及其太阳光催化性能

采用硬模板法及液相沉淀法制备了介孔Bi2WO6(m-Bi2WO6)光催化剂,通过光还原沉积贵金属的方法制备了银担载的m-Bi2WO6复合纳米粒子(Ag/m-Bi2WO6),并利用氮气吸附脱附、XRD、XPS、DRS等测试技术对样品进行了表征。以RhB染料为目标降解物,考察了样品的光催化活性。结果表明,介孔结构能够提高Bi2WO6光催化剂的光催化性能;担载金属银,使得m-Bi2WO6催化剂的光催化性能得到了提高。