氧化物纳米笼结构材料的制备及其在催化方面的应用

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wessyy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
空心结构材料由于具有可调控的外形、低的密度、大的空腔、高的比表面积及壳层穿透度,因此在近年来它引起了人们广泛的关注。而各向异性的纳米笼材料呈非球形状,且在催化、生物医学、靶向药物释放等领域有着独特的优势,更是成为了研究的热点。在各类纳米笼结构材料中,对贵金属纳米笼的合成及应用已经趋于成熟,而具有更广泛应用的氧化物纳米笼的合成还存在一定的挑战。因此,寻找一种合成氧化物纳米笼的通用方法并开发它的潜在应用是目前亟待解决的重要课题。  本文主要从氧化物纳米笼的制备角度出发,通过使用Cu2O八面体作为牺牲模板,先后合成了两种不同的氧化物纳米笼结构材料,并考察了它们在催化领域的应用。论文的研究内容主要包括以下几个部分:  1、以Cu2O八面体作为模板,以四氟化钛为前驱体,通过水热法在模板表面包覆一层无定形TiO2,形成Cu2O@TiO2核壳八面体结构。随后以HAuCl4作为氧化剂,与Cu2O@TiO2核壳八面体发生氧化还原反应,生成中间物Cu2O@Au@TiO2结构,最后用硝酸刻蚀掉剩余的Cu2O模板,得到Au@TiO2双壳层纳米笼结构材料。该材料形貌规整,呈八面体状,粒径约在250 nm左右。纳米笼表面有介孔,孔径均匀,具有较高的比表面积。这些特点有利于反应物进出纳米笼,使其作为限域反应器进行催化反应。将材料用于四-硝基苯酚的催化还原反应测试,研究表明Au@TiO2双壳层纳米笼结构材料在催化4-NP的过程中,相对速率常数k达到了1.35×10-2s-1,转换频率TOF值则达到了870h-1。它的催化稳定性也相当的好,在经过10次循环反应后,仍有高达90%的转化率。  2、以Cu2O八面体作为模板,引入CoCl2.6H2O和NiCl2.6H2O溶液,通过离子耦合反应对Cu2O模板进行刻蚀,同时生成(NiCox)O(OH)前驱体壳层,最后对前驱体进行煅烧,得到最终的NiCo2O4纳米笼结构材料。该材料呈八面体形貌,表面粗糙,有介孔,内部中空,粒径大小约为200 nm。这种材料由于引入了Ni和Co两种元素,形成了尖晶石结构,增强了电导率,有利于产生更多的活性位点。且其中空结构形貌有利于反应物在空腔内限域反应,加快反应速率。我们对该材料进行了氧析出催化性能测试,结果表明NiCo2O4纳米笼结构材料在电流密度为10 mAcm-2时过电压为0.34V,且在500次循环时只有几mV的电压降。其性能远远超过Co3O4纳米笼、NiCo2O4纳米粒子及商用的20 wt% Pt/C。
其他文献
  随着科学技术的进步和工业水平的提高,以及工程技术在农业上的应用,加快了农业的工业化进程,设施园艺应运而生,并在全球迅速倔起,并形成资金、技术、劳动力密集型的高新技术产
本文主要对导电氯醚橡胶(ECO)进行了研究,通过添加氧化物和离子导电填料制备了导电氯醚橡胶复合材料。研究了以二氧化锡(SnO2)和锑掺杂二氧化锡(ATO)为代表的氧化物填料,以高氯
本文采用水基流延成型工艺制备BNNTs/B4C流延膜片,经热压烧结制备BNNTs/B4C层状复合陶瓷材料。主要研究水基流延过程中,分散剂及浆料pH值对B4C粉体的分散效果的影响,粘结剂、
四方多晶氧化锆(TZP)增韧陶瓷是一种常温力学性能优良的先进陶瓷.它一般在1500-1650℃通过固相烧结制备.随着需求的不断增加,降低烧结温度、降低生产成本,逐渐成为氧化锆增韧
该文对SiC连续纤维增强Ti合金和γ-TiAl基复合材料的界面反应进行了研究.分析了复合材料的界面产物及其反应机理,考察了合金化元素和高温热暴露对复合材料界面反应的影响,并
近年来,有机无机杂化耐高温聚合物吸引了众多学者的探索研究。其中,分子主链含有炔基的有机硅聚合物由于固化后形成交联网络结构,而具备优异的耐热性能。此外,固化后的树脂经高温
聚氨酯(PU)是一种可以广泛的应用于国民经济各领域的高性能材料。其制品主要包括弹性体(elastomer)、胶黏剂(adhesive)、泡沫(foam)、人造革(synthetic leather)、涂料(coati
ATO(掺锑二氧化锡)超细导电粉体具有良好的导电性、浅色透明性等优点,是目前抗静电涂料中的研究热点,有广阔的市场应用前景.该实验以SnCl·5HO、SbCl为主要原料,分别采用共沉
该文主要研究了CrO、CrO-ZrO、CrO-AlO和CrO-ZrO-AlO系材料的烧结机理和烧结方法,对国内外目前所用高铬材料的显微结构和主要性能进行了分析对比.在CrO-ZrO-AlO系材料中,CrO
早就听说庐山风景优美,被许多文人墨客赞颂.今年暑假,我有幸登上庐山,感受到了它的奇、秀、美.rn庐山高耸入云,满山翠绿.从观妙亭往山下看,可以看到西林寺.当年苏轼游览庐山
期刊