有机模板剂对合成纳米TiO_2结构影响规律的研究

以钛酸四丁酯为前驱体,乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛。选择P123作为模板剂考察了不同n(P123)/n(Ti)对TiO2织构性能以及晶粒尺寸的影响。采用碳化的方法使有机物在氩气气氛中高温焙烧后形成的炭层对孔道起支撑作用,防止孔道的塌陷并得到高度晶化的二氧化钛,同时考察了碳化温度和不同模板剂对二氧化钛织构性能的影响规律。结合X射线衍射(XRD)、N2吸附脱附、热分析(TG/DSC)表征手段得到以下结论:物质的量比在0～0.030范围内,P123含量的增加有利于晶粒尺寸的减小和比表面积的增大;碳化过程提高了TiO2的热稳定性,随着碳化温度的升高TiO2比表面积变化不大;P123、PEG2000、CTAB 3种模板剂中P123得到的样品性能最好。

树枝状纤维形纳米球催化剂的研究进展

树枝状纤维形二氧化硅纳米球(KCC-1,类似于MCM-41命名规则)是继MCM-41、SBA-15之后,又一种里程碑式的介孔材料。与传统介孔二氧化硅相比,KCC-1具备三维中心辐射状孔道和多级孔结构,因而具有更高的比表面积、更大的孔体积、更高的孔渗透性、粒子内表面更易接触等优点。在KCC-1中,客体物质(如贵金属纳米粒子和生物大分子等)能够沿着中心辐射状孔道进行负载和/或输送,因此,KCC-1在纳米催化剂载体方面极具应用前景。近年来,KCC-1的成功开发掀起了树枝状纤维形纳米球及其催化剂的研究热潮。一方面,人们尝试基于其他本体材质构建树枝状纤维形纳米球,制备出树枝状纤维形二氧化钛纳米球、树枝状纤维形硅钛杂化纳米球、树枝状纤维形碳纳米球、树枝状纤维形碳氮杂化纳米球、树枝状纤维形硅铝杂化纳米球、树枝状纤维形硅铜铝杂化纳米球等。另一方面,随着研究的深入,以树枝状纤维形结构为基础的核-壳型、空心型、蛋黄-蛋壳型等新颖结构纳米催化剂也被成功开发,并在特定体系中展现出优越的催化性能。本文从构成树枝状纤维形纳米球的本体材料(元素)出发,对具有三维中心辐射状孔道和多级孔结构的纳米球催化剂进行分类,总结了各自的结构特征、催化对象及催化性能,综述了近几年树枝状纤维形纳米球催化剂的研究进展。最后,对树枝状纤维形纳米球催化剂的研究思路与发展趋势进行了分析和展望。