Fe@CeO_(2)/CN双空腔核壳磁性载金椭球催化剂及其催化还原对硝基苯酚和染料污染物

载金催化剂可在温和条件下还原性降解环境中某些有毒有害污染物,并转化为低毒性、高附加值的物质,从而促进水体污染物化学资源转化和综合利用.本文设计制备Fe@CeO_(2)/CN双空腔核壳磁性载金椭球催化剂,用于还原降解水体中对硝基苯酚和染料污染物.该催化剂先制备Fe_(2)O_(3)@CeO_(2)梭型微粒内核,采用乙二胺介导的Stober扩展法在其表面合成SiO_(2)@RF复合物,经过碳化-水热蚀刻得到具有介孔碳氮壳层的Fe_(2)O_(3)@CeO_(2)/CN椭球;采用[Au(en)_(2)]^(3+)为金前驱体的沉积沉淀-还原气氛热处理法在上述椭球中构筑较好分散度超细纳米Au颗粒,同时Fe_(2)O_(3)转化为小体积Fe颗粒并形成内空腔,得到Fe@CeO_(2)-Au/CN双空腔核壳磁性椭球催化剂.该催化剂独特的结构特征和复合组分协同增强性效应使其在还原降解对硝基苯酚和染料污染物中均表现优越的催化反应性能和循环使用性能,重复多次使用后仍保存良好的磁分离性和较好的结构完整性.

乙二胺修饰核壳磁性载金催化剂及其催化还原对硝基苯酚

采用Au(en)_(2)Cl_(3)化合物为介质的沉积沉淀法对制备的核壳梭型微球Fe_(2)O_(3)@MO_(2)(M:Ce、Ti或Si)进行乙二胺修饰并界面键合Au离子,通过两级连续还原气氛热处理,固载的Au离子首先还原为2~3 nm的纳米Au颗粒,Fe2O3转化为小体积Fe颗粒,并赋予核壳微球强磁性能,得到Fe@Au/MO_(2)催化剂.纳米Au颗粒在乙二胺为配体的稳定作用下封装固化于MO_(2)壳层结构,而壳层对Fe内核具有较好的保护作用.表征结果显示,Fe@Au/MO_(2)材料具有内空腔豌豆状核壳磁性结构及特定化学组成.该催化剂在温和条件下可将对硝基苯酚污染物进行还原性降解和资源转化,促进水体污染物化学资源综合利用.同时,研究了不同MO_(2)壳层结构对催化剂还原降解对硝基苯酚污染物的催化性能的影响.结果显示,Fe@Au/MO_(2)材料具有优异的磁分离性能和较好的循环使用性能,Fe@Au/CeO_(2)材料的催化反应性能最优.

磁性固体酸催化剂的合成及其酯化催化活性的研究

研究了以磁性体为核、催化活性体为壳的固体酸催化剂制备过程的结构转化及其酯化催化活性变化。在ZrOCl2/FeCl2投料为10∶1(质量比),酸浓度为1 mol/L,浸泡时间2 h,400℃焙烧1 h的条件下,制得了具有优异的催化活性的纳米磁性催化剂ZrO2/SiO2-Fe3O4。采用IR、扫描电镜(SEM)和孔径分布等分析测试手段对催化剂的结构和性能进行了表征。IR表明催化剂存在酸性中心,并且极易吸水;BET比表面积分析说明催化剂的孔径是介孔材料,但是存在两种介孔,一种15 nm的大介孔,另一种3.97 nm的小介孔;SEM和X射线能谱仪(EDX)分析说明催化剂处于纳米级别,并且锆的含量很高;在高酸价油脂制备生物柴油酯化反应中,纳米磁性催化剂催化酯化转化率达到83.5%,回收率为92.5%,酯化催化活性降低率为10%/次。

三维磁性光子晶体的研究现状

作为三维光子晶体中一个新的研究方向,三维磁性光子晶体(3D-MPC)因其独特的磁光性质而备受关注。概述了3D-MPC的研究进展。根据微观结构,介绍了四种3D-MPC的制备方法及其性能。对于3D-MPC的特殊磁光性能,介绍了在光子禁带边缘处的磁光响应增强效应,并对其可能的内在机理进行了讨论。还介绍了在核壳结构3D-MPC中出现的磁致变色效应,阐释了产生的原因并介绍了具体应用实例。另外,简要介绍了在生物模板结构3D-MPC中的磁控光效应。最后对这一领域中存在的问题以及未来发展的前景进行了总结和展望。