Tammy Y.Olson
,
Jin Z.Zhang
材料科学技术（英文）
Nanomaterials possess intriguing optical properties that depend sensitively on size, shape, and material content of the structures. Controlling such structural characteristics of the nanostructures allows the tailoring of their physical and chemical properties, e.g. optical, electronic, and catalytic, to achieve what is desired for specific applications of interest. This review will cover the development of various shapes for silver and gold nanomaterials with emphasis on their relation to optical properties. Examples of various modern synthetic methods and characterization techniques are highlighted. The influence of the metal nanomaterial′s shape and optical absorption on surface enhanced Raman scattering (SERS) and a final note on new emerging applications of metal nanostructures are also discussed.
关键词:
Nanomaterial
,
null
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邵田
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张彭义
,
李振民
,
金玲
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60612-3
采用聚乙烯醇调控的水热法合成了对全氟辛酸(PFOA)有高光催化活性的纳米针状Ga2O3.其颗粒长3-6 μm,宽100-200nm,具有较大的比表面积(25.95 m2/g)和纳米孔结构(4-25 nm).在普通紫外光照射下(λ=254 nm),纳米针状Ga2O3光催化降解纯水中PFOA的反应半衰期为18.2 min,PFOA的一级反应降解动力学常数为2.28h-1,分别为商品Ga2O3和TiO2作为催化剂时的7.5和16.8倍.此外,当纳米针状Ga2O3与真空紫外光(λ=185 nm)结合时,不仅可以更高效地降解纯水中的PFOA(反应速率常数4.03h-1),而且能有效消除废水中共存有机物的影响,从而高效分解废水中的PFOA(反应速率常数3.51h-1),且此方法的能耗远远低于文献报道的其他方法的能耗值.
关键词:
纳米材料
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氧化镓
,
全氟辛酸
,
光催化
,
真空紫外光
王鸣晓
,
张彭义
,
李金格
,
姜传佳
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60756-6
将高锰酸钾与活性炭(AC)原位氧化还原制备的活性炭载锰氧化物(MnOx/AC)用作臭氧分解的催化剂.采用扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、电子自旋共振波谱、拉曼光谱以及程序升温还原研究了设计Mn负载量对负载锰氧化物性质(形貌、氧化态和晶体结构)的影响.结果表明, Mn负载量由0.44%增至11%,负载锰氧化物在活性炭表面由疏松的地衣状变为堆叠的纳米球状体,负载层的厚度由~180 nm增加至~710 nm,结构由氧化态+2.9到+3.1的低结晶β-MnOOH生长为由氧化态+3.7到+3.8的δ-MnO2结晶. MnOx/AC室温催化分解低浓度臭氧的活性与负载锰氧化物的形貌及含量密切相关. Mn负载量为1.1%的MnOx/AC具有疏松的地衣状形貌,催化分解臭氧的性能最高, Mn负载量为11%的MnOx/AC具有紧密的堆积结构,因而表现出最低的催化臭氧分解活性.
关键词:
锰氧化物
,
臭氧分解
,
活性炭
,
室内空气
,
纳米材料
彭峰
,
傅小波
,
余皓
,
王红娟
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.03.004
采用FeSO4-H2O2体系对碳纳米管氧化修饰的同时,氢氧化铁被吸附在碳纳米管管壁上,然后分别通过氢气、氮气、空气在723 K下处理2 h,制备了碳纳米管负载的γ-Fe2O3催化剂、γ-Fe2O3和α-Fe2O3复合催化剂和非晶态Fe2O3催化剂.采用XRD、TEM和TG-DSC表征了催化剂结构,采用连续流动乙苯气相脱氢生成苯乙烯反应对催化剂性能进行评价,结果表明:热处理条件对催化剂乙苯脱氢的催化性能影响明显,碳纳米管负载的晶态Fe2O3纳米催化剂对乙苯脱氢具有高的活性与选择性.
关键词:
Fe2O3
,
碳纳米管
,
复合催化剂
,
脱氢催化
,
纳米材料
孔建飞
,
程文龙
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62801-8
燃料电池可以在接近室温条件下将氢或烃类中蕴含的巨大化学能通过电化学途径直接转化为清洁、稳定、可持续的电能,因而被视为极有前景的、能够满足日益增长的世界能源需求的终极解决方案之一.在一个典型的氢燃料电池中,氢在正极氧化而氧在负极还原,从动力学角度说,氧还原反应(ORR)比氢氧化反应进行的慢得多.无论是在酸性还是碱性条件下,氧的还原都可以一个四电子过程或是两个双电子过程进行,当然在酸性和碱性环境中反应的机理不同.铂一直是最有效的ORR催化剂,但受到价格昂贵、稳定性差和易中毒等因素的制约,目前非铂催化剂成为越来越引人瞩目的发展方向.本综述试图从分子催化剂、金属纳米材料催化剂、金属氧化物催化剂和新兴的二维材料催化剂等方面,选取近十年来最能代表ORR电化学催化剂方面成就的例子分析其优缺点,并为今后该领域的研究提供一些有益的思路.典型的分子催化剂是卟啉类化合物,当这种四齿的N4配体与过渡金属特别是铁、钴络合时,往往显示出良好的ORR催化性能,多数情况下其中的过渡金属中心、配体和碳支撑体系共同组成催化剂的活性中心.在另一些报道中,邻菲罗啉或是连吡啶型N2化合物也可以作为配体使用.第四和第五副族的很多金属形成的不同价态的氧化物都具有氧还原活性,比如MnOx,CoOx,TiOx,ZrOx,IrOx等.金属氧化物表现出易于修饰,不容易团聚和抗腐蚀等诸多优点,而其良好的ORR性能与表面的缺陷密切相关,因此钙钛矿型氧化物ABOx也引起人们的广泛关注,人们可以通过调节氧化物的晶型、尺寸和组成来获得更好的催化性能.近年来随着液相合成技术的发展,人们可以制备出理想形状和尺寸的单分散纳米粒子,然后通过旋涂、自组装等手段将其修饰到合适的电极上以获得增强性能的ORR催化剂.通过形状与尺寸调控,或组合成其它复杂的纳米结构,都有可能提高催化活性或是稳定性,因此有关纳米催化剂的研究日趋增多.在此基础上,考虑到石墨烯的可修饰性和良好的电化学性能,纳米材料复合石墨烯所形成的二维或三维结构也可提供很好的氧还原催化性能,而MoS2代替石墨烯作为支撑物所构成的二维催化剂也是值得注意的研究方向.综上所述,尽管现有的非铂催化剂仍难以完全满足商业化的要求,设计理念和合成方法的快速发展有望在不远的将来解决这一难题.而设计合成可控尺寸、形状、组成和表面形貌的纳米催化剂在很大程度上将加速这一进程.
关键词:
氧还原反应
,
电催化剂
,
纳米材料
,
分子电催化剂
,
二维材料
