Shulin JI
,
Changhui YE
材料科学技术（英文）
This article reviews recent progresses in growth mechanism, synthesis, and applications of zinc oxide nanomaterials (mainly focusing on one-dimensional (1D) nanomaterials). In the first part of this article, we briefly introduce the importance, the synthesis methods and growth mechanisms, the properties and applications of ZnO 1D nanomaterials. In the second part of this article, the growth mechanisms of ZnO 1D nanomaterials will be discussed in detail in the framework of vapor-liquid-solid (VLS), vapor-solid (VS), and aqueous solution growth (ASG) approaches. Both qualitative and quantitative information will be provided to show how a controlled synthesis of ZnO 1D nanomaterials can be achieved. In the third part of this article, we present recent progresses in our group for the synthesis of ZnO 1D nanomaterials, and the results from other groups will only be mentioned briefly. Especially, experiment designing according to theories will be elaborated to demonstrate the concept of controlled synthesis. In the fourth part of this article, the properties and potential applications of ZnO 1D nanomaterials will be treated. Finally, a summary part will be presented in the fifth section. The future trend of research for ZnO 1D nanomaterials will be pointed out and key issues to be solved will be proposed.
关键词:
Zinc Oxide
,
Oxide
,
One-Dimensional
,
Nanomaterials
Xiaosheng FANG
,
Lide ZHANG
,
null
材料科学技术（英文）
This article reviews the recent developments in the controlled growth of one-dimensional (1D) oxide nanomaterials, including ZnO, SnO2, In2O3, Ga2O3, SiOx, MgO, and Al2O3. The growth of 1D oxide nanomaterials was carried out in a simple chemical vapor transport and condensation system. This article will begin with a survey of nanotechnology and 1D nanomaterials achieved by many researchers, and then mainly discuss on the controlled growth of 1D oxide nanomaterials with their morphologies, sizes, compositions, and microstructures controlled by altering experimental parameters, such as the temperature at the source material and the substrate, temperature gradient in the tube furnace, the total reaction time, the heating rate of the furnace, the gas flow rate, and the starting material. Their roles in the formation of various morphologies are analyzed and discussed. Finally, this review will be concluded with personal perspectives on the future research directions of this area.
关键词:
Controlled growth
,
null
,
null
,
null
宋金玲
,
赵江红
,
郑剑锋
,
朱珍平
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(13)60076-1
利用爆炸辅助的化学气相沉积方法,以一系列稀土元素作为催化剂合成了多壁碳纳米管(MWCNTs).通过能量色散X射线谱、选区X-射线电子衍射谱和粉末X-射线衍射数据表明,催化剂是以氧化物形式存在MWCNTs外,这不同于传统的以金属或碳化物存在.结合中间体结构,结果显示,MWCNTs的形成遵循颗粒-线-管逐级进化的机制,稀土氧化物可能在促进碳纳米颗粒的各向异性的自组装过程中起主要作用,空腔是通过颗粒之间结构的重组和晶化进化形成.
关键词:
碳纳米管
,
氧化物
,
催化
,
进化机理
沈丽
,
彭路明
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60931-7
含氧催化剂在工业催化等多个领域有重要应用.氧离子半径很大,而且往往出现在材料的关键位点,所以一般认为氧与吸附和催化过程密切相关.17O是氧的唯一有核磁共振响应的稳定同位素,其化学范围极宽(>1000 ppm),能灵敏反映结构信息；由于是四极核(I>1/2),其四极耦合作用也能用于结构研究.因此,17O固体核磁共振谱学应是一种能提供丰富催化剂结构信息的理想表征手段.然而,目前17O固体核磁共振研究催化剂并非常规手段,这主要是因为17O的天然丰度很低,同位素标记较为昂贵和困难,其较低的旋磁比和较大的四极耦合作用导致谱线加宽,难以获得高质量的谱图并加以解析.随着高磁场和高速魔角旋转等技术的发展,17O固体核磁共振谱学可以用于一系列简单氧化物和沸石等催化剂的结构研究.近年来,随着双旋转(DOR)、动态角旋转(DAS)、多量子魔角旋转(MQMAS)以及卫星跃迁魔角旋转(STMAS)等新技术的发展,能够消除二阶四极耦合作用带来的谱线展宽,显著提升谱图分辨率.而诸如交叉极化(CP)和旋转回波双共振(REDOR)技术,已经能用于探索氧与其它原子核空间相关方面的信息,成为研究催化剂相关作用的基础.本文综述了氧化物及相关催化剂17O固体核磁共振谱学研究的新进展.17O核磁共振谱学用于简单氧化物催化剂的结构研究,已经能够区分催化剂结构中不同晶相以及不同结晶学位点的氧物种,而1H→17O双共振实验也能用于选择表面羟基物种.对纳米氧化物结构的近期研究表明,17O核磁共振能将纳米氧化铈材料表面第1、2、3层、表面羟基、与氧空位靠近的氧物种与“体相”氧物种区分开来；此外借助17O-水和纳米氧化物作用,实现表面选择标记,为进一步探索催化剂结构和催化机理提供了新的可能.对于复合氧化物和负载催化剂,17O核磁共振谱学能够有效研究与催化性能最为相关的界面结构.在重要的氧化物催化材料沸石的研究中,17O核磁共振也发挥了巨大作用.借助高分辨率17O核磁共振方法,能够区分沸石中Si-O-Si和Si-O-Al物种,在一部分沸石中还能将不同结晶学位置的T-O-T’物种区分开来,并观测到天然沸石中违反Lowenstein规则,出现Al-O-Al物种的情况.借助双共振实验能够对与催化活性最为相关的B酸位Si-O(H)-Al结构和酸性进行研究,这一方法与探针分子相结合,已经能够对沸石和小分子的相互作用进行研究,提供吸附过程的重要信息.包括杂多酸和层状双氢氧化物在内的重要含氧催化材料也能够借助17O固体核磁共振进行局域结构和相互作用的研究.随着表面选择标记和动态核极化等选择表面研究的17O核磁共振技术的发展,我们能实现更为高效的表面结构的17O核磁共振观测,这一谱学方法将提供更多有关含氧催化剂和外来物种相互作用的信息,为研究氧化物催化剂及其催化应用提供新的策略.
关键词:
氧-17
,
固体核磁共振
,
催化剂
,
氧化物
,
氢氧化物
