八面体二氧化铈负载金纳米粒子的电化学传感器检测邻氨基苯酚

采用原位生长法制备了八面体二氧化铈(Ce O_(2))负载金纳米粒子(Au NPs)复合材料Au NPs@Ce O_(2),用扫描电镜及能量色散X射线光谱仪对复合材料进行形貌表征与元素分析。利用此复合材料修饰玻碳电极,构筑了一种邻氨基苯酚电化学传感器。Ce O_(2)性质稳定,其八面体结构提供了较大的比表面积,Au NPs具备极佳的导电性,二者复合协同发挥良好的电催化能力。研究发现,Au NPs@Ce O_(2)复合材料修饰电极对邻氨基苯酚表现出较高的检测灵敏度,在优化实验条件下,邻氨基苯酚浓度与氧化峰电流成正比,在1.00×10^(-7)~3.38×10^(-5)mol/L浓度范围内呈现2段较好的线性关系,线性回归方程分别为I_(1)(A)=3.29×10^(-2)c(mol/L)+1.08×10^(-8)(R=0.9967)和I_(2)(A)=1.32×10^(-2)c(mol/L)+1.22×10^(-7)(R=0.9956),检出限(LOD)为1.16×10^(-8)mol/L。该电化学传感器用于实际样品中邻氨基苯酚的测定,回收率为98.0%~105.3%,相对标准偏差为0.9%~3.1%。

基于催化应用调控氧化铈纳米材料的形貌(英文)

催化剂的设计、合成和结构调控是获得优异性能的关键.传统的策略主要是尽量减小催化剂颗粒尺寸以增加活性中心的数目,即尺寸效应.近年来,材料科学的快速发展使得在纳米尺度上调变催化剂的尺寸和形貌成为可能,特别是通过形貌调控可暴露更多的高活性晶面,大幅度提高催化性能,即纳米催化中的形貌效应.因此,调节催化剂的尺寸与形貌可以单独或协同优化材料的性能.氧化铈作为催化剂的重要组分与结构、电子促进剂被广泛应用于多相催化剂体系.本文总结了近期氧化铈材料形貌可控合成的进展,包括主要的合成策略和表征方法;进而分析了氧化铈和金-氧化铈催化材料的形貌效应,指出金-氧化铈之间独特的相互作用与载体形貌密切相关;阐述了氧化铈纳米材料因暴露晶面的差异而获得不同催化性能的化学机制.

Au/CeO2-cube催化1,3-丙二醇氧化酯化反应性能

采用沉积-沉淀法制备了高活性的Au/CeO2-cube 催化剂，并对催化剂进行了电感耦合等离子发射光谱、透射电镜、X 射线衍射和X 射线光电子能谱表征。将制得的催化剂用于1,3-丙二醇选择性氧化酯化反应，考察了沉淀剂尿素的用量、CeO2-cube 载体焙烧温度、催化剂焙烧温度、Au 负载量和沉积温度对反应性能的影响，结果表明：尿素和CeO2-cube 的质量比为6、沉积温度80 ℃、CeO2-cube 焙烧温度400 ℃、催化剂焙烧温度200 ℃制备的1.5%Au/CeO2-cube，具有最优的催化活性。在100 ℃、O2 分压2 MPa、1,3-丙二醇和Au的物质的量比为75.5 的条件下反应4 h，1,3-丙二醇的转化率达到97.5%，3-羟基丙酸甲酯和丙二酸二甲酯的选择性分别达到90.1%和6.1%。将用过的催化剂在200 ℃焙烧2 h 烧掉表面的中毒物质后循环使用4 次，催化性能略有降低，性能下降主要是由催化反应过程中Au 颗粒粒径的长大造成的；催化剂上2.0～4.0 nm 左右的具有少量Auδ+的负载纳米Au 单质颗粒有助于醇的氧化酯化反应。

CeO_2(110)负载Au纳米颗粒催化CO+NO_x反应的DFT+U研究

通过在位库伦校正的密度泛函理论(DFT+U)方法计算,我们研究了CO和NOx分子在Au负载CeO2(110)表面的吸附.结果表明,CO在Au纳米颗粒的顶位有很强的吸附能,大约为1.2 eV,而NO在Au纳米颗粒上或者Au与CeO2载体界面处都是弱吸附.然而,当NOx在界面处形成N2O2二聚体之后,通过断裂末端的N–O键能够有效地被降解.纵观整个反应过程,第一步CO+N2O2的反应遵循了Langmuir-Hinshelwood机理,活化能只有0.4 eV,通过形成ONNOCO的中间物种最终产生N2O和CO2.不同的是,第二步消除N2O反应遵循了Eley-Rideal碰撞机理,需要相当高的能垒,约为1.8 eV.通过进一步分析表明,稀土Ce元素独特的电子特性能够使电子从Au上转移并且局域到载体表面的Ce阳离子上,并且有助于形成带负电的N2O2分子.而且Au纳米颗粒有很强的结构流动性,能够促进吸附的CO分子靠近界面处的N2O2并与之反应.

Au/CeO_(2)的制备及在环氧苯乙烷光催化加氢中的应用

以纳米二氧化铈为载体,氯金酸为前驱体,硼氢化钠为还原剂,制备了一系列负载型纳米金光催化剂(Au/CeO_(2))。采用X射线粉末衍射仪(XRD),电感耦合等离子体光谱仪(ICP-AES),透射电子显微镜(TEM)等手段对合成的催化剂进行表征。以环氧苯乙烷加氢反应为探针反应,考察了制备条件对Au/CeO_(2)光催化剂的影响,在合成pH值为7,加热温度和时间分别为90℃和2 h,金质量分数为3%的条件下,得到了最优催化剂。随后优化了催化反应条件,当异丙醇用量为40 mL,KOH用量为底物物质的量的10%,反应时间为10 h,催化剂用量为50 mg,光通量为220 lm时,环氧苯乙烷加氢光催化反应的TOF值高达6.58 h-1,在此反应条件下,催化剂可重复使用4次。