基于钴离子交换分子筛为模板的三维有序微孔炭低温合成及其宏量制备

沸石模板炭(ZTCs)由于具有独特的三维有序微孔结构和高比表面积,在吸附和能量存储等方面表现出诸多优异的性能。然而,ZTCs有效合成方法的缺乏和大规模合成的困难严重限制其发展。本文通过使用钴离子交换的Y型沸石分子筛作为模板,采用直接乙炔化学气相沉积(CVD)的方法,开发出一种低温CVD合成及宏量制备ZTCs的简单工艺路线。沸石中的钴离子作为Lewis酸位点,通过d-π配位效应催化乙炔在400℃低温热解,使碳沉积选择性地发生在沸石内部。通过对CVD温度和时间的优化,ZTC_((Co))-400-8h具有优异的三维有序微孔结构、高比表面积(3000 m^(2) g^(-1))、大的孔体积(1.33 cm^(3) g^(-1)),CO_(2)吸附容量和选择性分别为2.78 mmol g^(-1)(25℃,100 kPa)和98。本工作中,利用简单的合成方法实现了高质量ZTCs的宏量制备,使用10.0 g/批次沸石模板制备的ZTC_((Co))-400-8h(L)的比表面和孔体积可达到2700 m^(2) g^(-1)和1.27 cm^(3) g^(-1)。

松香基季铵盐为模板剂有序超微孔二氧化硅的合成

以松香基季铵盐(脱氢枞基三甲基溴化铵,标记为DTAB)为模板剂、正硅酸乙酯为硅源、氨水为碱性介质成功合成出具有纳米片状形貌的六方有序超微孔二氧化硅材料。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、透射电镜、扫描电镜等手段对样品进行表征,结果表明,体系中模板剂添加量、硅源添加量、碱性介质添加量、晶化温度、搅拌时间对前驱体的有序度有着较大的影响。当物质的量之比为nSi O2∶nDTAB∶nNH3·H2O∶nH2O=1.0∶0.1∶11.3∶924.0,晶化温度为373 K,搅拌时间为24 h,所得样品有序度最高。经煅烧后样品具有较大的比表面积(1 024 m2·g-1)和孔容(0.56 cm3·g-1),以及狭窄的孔径分布(集中于1.80 nm)。

SiO_2微球的制备与应用

综述了致密和多孔SiO2微球的制备方法,重点描述了近年来SiO2微球的一些新应用。

碳球表面缺陷密度对其负载铜催化剂甲醇氧化羰基化反应性能的影响

采用水热聚合法合成了一系列表面缺陷密度不同的有序微孔碳球(CS),并以其为载体制备了表面负载铜催化剂(Cu/CS),用于催化气相甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯。结合表征结果,研究了载体表面缺陷密度对Cu/CS催化剂结构及催化性能的影响。结果表明,CS的表面缺陷密度随其粒径增大而增大,且其缺陷密度越大,催化剂中Cu物种分散度越高;同时,较大的表面缺陷密度有利于增强载体与Cu物种间的相互作用力,促进CuO自还原为活性物种Cu2O和Cu,从而提高催化活性。长期评价结果表明,Cu物种的氧化和团聚是造成Cu/CS催化剂失活的原因。CS的表面缺陷抑制了反应过程中活性Cu物种的氧化,且缺陷密度越大,Cu物种抗氧化能力越强;但表面缺陷密度大的催化剂中Cu物种颗粒尺寸小,表面能高,因而更容易发生团聚。

光子功能金属-有机框架材料研究进展

金属-有机框架材料是一种由金属离子或金属簇与有机桥联配体通过配位作用组装形成的新型无机-有机复合多孔材料。无机、有机组分在分子水平的复合使得框架材料能够兼具无机和有机基元各自的特点和性能并产生协同作用,有序微孔则为组装客体分子实现光子学性能的调控甚至新光子功能的出现提供了可能。金属-有机框架材料在发光和非线性光学等光子学领域的应用正受到越来越多的关注。本文系统总结了国家自然科学基金重点项目"有序微孔材料的光子功能构筑基础研究"的最新成果,包括金属-有机框架材料的设计思路和可控制备方法,以及有机染料、钙钛矿量子点在有序微孔金属-有机框架材料中的组装,并对今后的发展方向和应用前景作了展望。