余长林
,
白羽
,
何洪波
,
范文宏
,
朱丽华
,
周晚琴
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61009-9
PbWO4是一类重要的半导体,广泛运用于高能物理领域无机闪烁晶体.它具有许多独特的物理性能,如衰减时间短(10 ns)、能量密度高(8.28 cm3)、低光产率(300 photons/MeV)、短辐射长度(0.9 cm)和高抗辐照损伤等. PbWO4纳米晶体的激子荧光、热荧光和其它光学性能主要取决PbWO4晶体的形貌和微观结构.目前已经合成了不同结构的PbWO4纳米/微米晶体,如四角双锥微米晶、微米球、纳米棒、纳米纺垂体等.近年来, PbWO4的光催化性能也引起人们的重视.研究发现, PbWO4晶体的光催化性能和其形貌、微观结构密切相关.如在不同形貌的十四面体、三维多尺度微米球和纳米颗粒中, PbWO4微米球表现了极高的光催化活性.此外, PbWO4微米球由于密度大,非常容易分离,从而有利于其回收利用,在循环使用时具有很高的稳定性.因此,合成具有特殊形貌的PbWO4纳米/微米晶体具有重要的理论和现实意义.此外,合成贵金属/半导体复合纳米结构是提高光催化性能的另一有效策略.在贵金属/半导体复合纳米结构中,光生电子(e–)和(h+)的复合可以在很大程度上得到抑制,因为光生e–可以快速地迁移至贵金属颗粒中心,从而加速e–和h+的分离.本文利用水热结合焙烧法首先合成了长度大于1μm的棒状PbWO4微米晶.然后利用光化学沉积法,在PbWO4微米晶表面沉积不同含量(0.5 wt%,1 wt%,和2 wt%)的Pt纳米粒子.利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光电子能谱(XPS)、光致发光谱(PL)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等手段对所制PbWO4和Pt/PbWO4进行了表征.表征结果表明,合成的PbWO4和Pt/PbWO4的比表面积很小(1.5–1.9 m2/g),沉积的Pt纳米粒子为金属态. UV-Vis DRS测试表明,沉积的Pt纳米粒子在光照下可以产生表面等离子共振,促进可见光的吸收.另外, PL的结果则证实Pt纳米粒子的存在还可抑制PbWO4晶体在光照下产生的光生e–和h+的分离.而XRD和高分辨TEM分析表明PbWO4微米棒的晶体生长方向为(–102)晶体方向.电子选区衍射表明,棒状PbWO4微米晶具有极高的结晶度.以氙灯为光源进行了光催化降解染料酸性橙II的光催化性能测试.结果表明,当沉积1–2 wt%Pt纳米粒子时,可使光催化活性提高2倍左右.另外, Pt/PbWO4微米棒的密度较大,非常容易进行离心分离催化剂及其循环使用.在第一次使用时酸性橙II的降解率为93%,而在第四次使用时酸性橙II的降解率仍维持在88%,表现出很好的光催化稳定性. Pt/PbWO4具有很高的光催化活性的原因,一方面是由于其具有很高的结晶度和独特的棒状结构,另一方面是由于沉积的Pt纳米粒子在光照下可以产生表面等离子共振,促进了可见光的吸收和光生e–与h+的分离.
关键词:
棒状
,
钨酸铅微米晶
,
铂纳米粒子
,
光催化活性
,
光催化稳定性
,
表面等离子体
,
电子-空穴分离
李君瑞
,
李晓红
,
丁玥
,
吴鹏
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60937-8
介孔碳材料由于具有规整的孔道结构、表面疏水性、化学惰性、大的比表面积和大的孔体积等特点,在催化领域的应用备受关注,不仅可以直接用作催化剂,还可以作为催化剂载体负载金属活性中心并用于催化反应.介孔碳材料作为载体用于加氢反应已有报道,并且其催化活性明显优于活性炭材料.有序介孔碳材料的代表之一CMK-3可以经过SBA-15翻模合成.采用浸渍法将氯铂酸负载到CMK-3载体上,经过甲酸钠还原制得质量分数为5%的Pt/CMK-3催化剂.小角XRD谱表明CMK-3保留了p6mm对称性,介孔结构完好；从广角XRD谱可以看出,金属铂粒子的衍射峰比较宽,说明铂纳米粒子分散比较均匀. CO化学吸附和透射电镜(TEM)的表征结果进一步证明铂纳米粒子分散得比较均匀,平均粒子大小约为2.5 nm (CO化学吸附), EDX结果表明铂的实际担载量为4.7%.将Pt/CMK-3催化剂用于硝基苯及其衍生物的液相加氢反应中,发现溶剂对反应结果具有很大的影响.首先参考以前的工作,选用水和乙醇体积比9：1的混合溶液为溶剂.在298 K和4 MPa氢气条件下,50 mg催化剂可以将21 mmol硝基苯在10 min内转化98.4%,产物苯胺的选择性高于99%；活性明显高于商品化Pt/C催化剂(相同条件下转化率为88.7%).在此基础上,把Pt/CMK-3催化剂用于含有不同取代基的硝基苯衍生物的液相催化加氢反应,含有吸电子基团如氯取代的硝基苯衍生物转化率为(21.4%–77.7%)；苯环上含有给电子基团如甲基时,硝基甲苯加氢反应的转化率为(83.3%–98.0%)；而给电子能力更大的基团如甲氧基取代的硝基苯衍生物的转化率却并不高.一方面是由于电子效应导致氯取代的硝基苯衍生物活性偏低,另一方面是由于空间位阻导致邻位取代的硝基苯衍生物活性相对其它位置取代的衍生物转化率偏低.考虑到部分反应物在混合溶剂中溶解度较低,可能导致加氢反应过程受到影响,从而影响反应结果,所以又选用无水乙醇溶剂进行了比较.首先仍用50 mg催化剂于硝基苯催化加氢反应,发现在乙醇溶剂中,21 mmol硝基苯在5 min内可以完全转化；当把硝基苯的量增加到5倍时,转化率为22.2%,苯胺选择性高于99%.因此,在乙醇溶剂中将催化剂用量减半,结果在5 min内21 mmol硝基苯衍生物均完全转化为对应的芳香胺化合物；除了硝基氯苯发生脱氯副反应外,其它衍生物选择性都很高.为了更好地区分不同取代基硝基苯衍生物的加氢活性,将2-氯硝基苯和2-甲基硝基苯的用量增大至105 mmol,反应过程中保持氢气压力恒为4 ；MPa,并使反应在5 min后中止,此时测得2-氯硝基苯催化加氢的TOF值为28.3 s–1,而2-甲基硝基苯的TOF值高达43.8 s–1. X射线光电子能谱(XPS)显示Pt/CMK-3表面含有带一定正电的铂物种,推测此物种有助于吸附硝基的氧原子,从而活化底物,促进加氢反应的顺利进行.最后还考察了Pt/CMK-3催化剂在硝基苯加氢中的循环使用性能,发现催化剂可以循环使用至少14次,活性没有任何下降.对反应滤液进行ICP分析,发现滤液中并没有铂离子流失；对使用过的催化剂进行透射电镜表征也没有观察到铂粒子聚集现象,说明催化剂的稳定性良好.
关键词:
铂纳米粒子
,
硝基苯衍生物
,
液相加氢
,
有序介孔碳
刘淑霞
,
贺军辉
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.03.010
研究了负载铂纳米粒子大孔炭材料的可控制备.淀粉和氯铂酸分别被用作碳源和铂源,采用两种不同的方法将铂注入基于淀粉凝胶的大孔炭.方法A:将淀粉凝胶块材浸入氯铂酸水溶液中,然后用硼氢化钠还原.方法B:在形成淀粉凝胶块材之前将氯铂酸加入前驱体中.研究发现:大孔炭的孔径和壁厚可以通过改变淀粉含量进行调节,产炭率从负载前的24%分别提高到37%(方法A)和44%(方法B),凝胶在炭化过程中的体积膨胀 也得到有效抑制.方法A得到的铂纳米粒子(平均粒径为3.5nm,粒径平均偏差为0.9 nm)比方法B制备的(平均粒径为5.5 nm,粒径平均偏差为1.8 nm)粒径更小、粒径分布更窄.
关键词:
炭复合物
,
大孔炭
,
炭化
,
淀粉
,
铂纳米粒子
罗杨合
,
蒋治良
,
刘凤志
贵金属
doi:10.3969/j.issn.1004-0676.2003.02.005
以柠檬酸钠作还原剂、聚丙烯酰胺作稳定剂,采用微波高压液相合成法制备了稳定的液相铂纳米粒子.TEM表明,铂纳米粒子呈球形,粒径约为10nm.光谱分析表明聚丙烯酰胺在216nm处有一个吸收峰;铂纳米粒子体系在紫外可见光波长范围内无吸收峰,随着波长的降低其吸收增大;浓度低于8.0×10-4mol/L Pt的铂纳米粒子体系在400nm,470nm、510nm和940nm产生4个共振散射峰.
关键词:
金属材料
,
铂纳米粒子
,
微波高压液相合成
,
柠檬酸钠
,
共振散射光谱
王家宁
,
戴洪兴
,
何洪
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60242-2
采用简单的化学还原法制备了具有不同形貌特征的Pt纳米粒子,并利用浸渍法将其负载到SiO2上,得到了粒子分散均一的负载型Pt催化剂,考察了其催化CO氧化反应性能.X射线荧光分析、X射线光电子能谱、红外光谱和透射电镜结果表明,Pt/SiO2模型催化剂上CO氧化活性的不同来源于Pt纳米粒子不同晶面的贡献,即Pt纳米粒子的晶型对CO在催化剂上的吸附和Pt/SiO2的CO氧化活性具有重要的影响.
关键词:
铂纳米粒子
,
形貌效应
,
结构敏感反应
,
一氧化碳氧化
余长林
,
陈建钗
,
操芳芳
,
李鑫
,
樊启哲
,
魏龙福
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2013.20904
采用光化学沉积法制备了一系列不同Pt含量的新型Pt/BiOCl纳米片光催化剂,运用N2物理吸附-脱附、X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱、光致发光光谱、紫外-可见漫反射光谱等手段对Pt/BiOC1进行了表征,并以λ=254 nm的紫外灯和钨灯为光源,考察了Pt含量对Pt/BiOCl光催化降解酸性橙Ⅱ活性的影响.结果表明,沉积的Pt对BiOC1样品比表面积的影响不大,但可有效增强催化剂对可见光的吸收能力,显著抑制光生电子与空穴的复合.当Pt含量为1％～2％时,能大幅度提高紫外光下BiOC1催化降解染料的活性,并产生可见光活性.这是由于Pt/BiOCl具有一定的可见光吸收能力,产生了Pt纳米粒子的等离子体光催化作用.
关键词:
铂纳米粒子
,
铋氧氯
,
光催化
,
可见光
,
酸性橙Ⅱ
苑娟
,
余刚
,
刘艳菊
,
王霞
,
梦方醒
材料导报
为提高铂催化剂的催化活性,降低催化剂成本,在水/TX-4(壬基酚聚氧乙烯醚)/正丁醇/环己烷微乳液体系中成功制备了粒径2～4 nm的单分散铂纳米粒子,并对其进行了TEM和EDS表征.微乳液体系的相图表明,Kw=5:3,m(S-As)/m(O)=3∶2是制备小尺寸铂纳米粒子的最佳配比.H2 PtC16和NaBH4(过量时)浓度增大时,对产物粒径影响不大,但使粒径的均匀性降低;增溶水量ω增大,粒子粒径增大.CH2 PtCl6≤25 mmol·L-1,CNaBH4≥100 mmol·L-1,ω≤2是制备小尺寸、单分散铂纳米粒子的关键,粒子尺寸可通过改变ω值调节.
关键词:
铂纳米粒子
,
微乳液
,
尺寸
,
分散性
管再鸿
,
卢胜梅
,
李灿
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60831-2
碳纳米管的独特性质，特别是其一维有序的管腔结构所形成的限域环境在催化反应中的应用引起了广泛的兴趣.已有将常规的液相氢化反应和气相反应限域于碳纳米管内的研究报道，并且大多数的研究结果显示限域于碳纳米管内的反应活性和/或选择性有明显提高，但多数研究没有对此给出清晰的解释.金鸡纳碱修饰的Pt催化剂催化的α-酮酸酯不对称氢化体系被认为是多相不对称催化领域发展的里程碑.早期的研究是简单的将碳纳米管作为Pt催化剂的载体用于α-酮酸酯不对称氢化反应，取得了中等的活性和对映体选择性.我们研究组发展了一种催化剂制备方法，可选择性的将Pt纳米粒子限域于碳纳米管管腔内或担载在碳纳米管管外，并将所制备的碳纳米管Pt催化剂应用于α-酮酸酯多相不对称催化反应中，发现封装于管腔内的管内型Pt纳米粒子的催化性能显著高于负载在管腔外壁的管外型Pt纳米粒子的催化性能.然而，对于管内型Pt催化剂催化性能增强的原因并不清楚. CO化学吸附和高分辨投射电镜(HRTEM)的表征结果表明管腔内外的Pt纳米粒子的大小和形貌没有明显区别.本论文在上述研究基础上，采用X射线光电子能谱(XPS)，氢气程序升温脱附(H2-TPD)，紫外可见光谱(UV-Vis)等表征手段研究了Pt纳米粒子担载于碳纳米管内和管外形成的催化剂在α-酮酸酯的不对称氢化反应中催化性能差异的原因. XPS测试结果表明，管内型和管外型Pt催化剂的载体的碳物种分布没有显出差异，但催化活性中心Pt纳米粒子的Pt物种组成不同.经225 oC H2还原后管外型Pt催化剂不存在高氧化态的Pt物种，而管内型Pt催化剂在400 oC H2还原仍然具有7%的高氧化态Pt物种.相应的催化反应结果表明，具有这种稳定的高氧化态Pt物种有利于获得高对映体选择性.参比催化剂商业化的Pt/AC和Pt/Al2O3的XPS测试结果也表明，对映体选择性高的Pt/Al2O3催化剂具有较高含量的高氧化态Pt物种.同时我们发现高氧化态Pt物种有利于催化剂对手性修饰剂和反应底物的吸附.虽然文献中一般认为Pt0是该反应的活性中心，但我们认为这些高氧化态的Pt物种有利于纳米粒子和手性修饰剂之间的相互作用，从而提高反应的对映选择性.我们进一步研究了表明高氧化态的Pt物种能存在于碳纳米管管腔内的原因.发现在催化剂制备过程中所使用的还原剂甲酸钠中残留的钠离子能稳定碳纳米管管腔内高氧化态Pt物种.我们采用H2直接还原制备了不含钠离子的参比管内型Pt催化剂.该参比催化剂的对映体选择性与管外型Pt催化剂相当，明显低于管内型Pt催化剂.同时该参比催化剂对手性修饰剂和底物的吸附能力弱于管内型Pt催化剂.以上结果清晰的表明了碳纳米管内由钠离子稳定的高氧化态Pt物种在α-酮酸酯多相不对称催化反应中的重要作用.然而，我们发现高氧化态Pt+物种含量的差异并不能很好的解释管内型和管外型Pt催化剂反应活性的差异. H2-TPD的结果表明相比于管外型Pt纳米粒子催化剂，管内型Pt纳米粒子具有更高的活化氢分子的能力，相应的催化反应结果表明，管外型Pt催化剂的反应活性随H2压力的降低而显著降低，而管内型Pt催化剂在0.1 MPa H2条件下仍然具有较高活性.简单的动力学模拟结果表明，在0.1 MPa H2条件下，碳纳米管管腔能显著富集H2.
关键词:
碳纳米管
,
α-酮酸酯
,
不对称氢化
,
铂纳米粒子
,
氧化态
赵杰
,
陈卫祥
,
李翔
,
郑遗凡
,
徐铸德
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.04.005
分别以XC-72碳和碳纳米管为载体,H2PtCl6为前驱体,用微波辐射加热的方法合成了碳负载的铂纳米粒子,并对其进行了EDX、TEM和XRD表征.研究了H2PtCl6乙二醇溶液的pH值对微波合成铂纳米粒子的大小、均匀性及其在碳载体上分散程度的影响.研究结果发现对于Pt/XC-72碳,随着pH值从3.4增加到9.5,铂纳米粒子的平均粒径从5.5nm减小到2.7nm;对于Pt/CNTs,随着pH值从3.5增加到9.4,铂纳米粒子的平均粒径从5.3nm减小到2.8nm.另外,随着pH值的增加,铂纳米粒子的尺寸均匀性及其在碳载体表面的分散程度得到改善.
关键词:
微波
,
铂纳米粒子
,
乙二醇
,
碳载体
郭宪厚
,
王学亮
,
郁章玉
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2014.30612
利用循环伏安法制备了石墨烯/铂纳米粒子杂化膜修饰电极,并利用该修饰电极研究了肾上腺素(EP)的电化学行为,建立了测定肾上腺素的电化学方法.分别利用扫描电子显微镜和循环伏安法对电极的表面形貌和电化学性能进行了表征,优化了修饰电极制备过程中影响电极性能的条件和EP的测定条件.结果表明,石墨烯/铂纳米粒子修饰电极对肾上腺素有明显的电催化作用.在pH =5.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中,EP的氧化峰电流与其浓度在4.4×10-8～2.2×10-6 mol/L的范围内呈良好的线性关系.线性方程为ipa(10 A) =0.0753c(mol/L) +3.7653×10-5,r=0.9989,检出限为2.2×10-9 mol/L(S/N=3).修饰电极表具有良好的重现性,可用于实际样品的测定.
关键词:
石墨烯
,
铂纳米粒子
,
杂化材料
,
肾上腺素
,
应用
