姚素薇
,
张璐
,
孔亚西
,
宋兆爽
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2005.06.002
用电化学阳极氧化法制备了纳米多孔铝阳极氧化膜(AAO模板).采用原子力显微镜(AFM)测试AAO膜,研究了纳米孔阵列的形成机制.结果表明,在AAO膜的表面,除存在六方形的纳米孔阵列外,在孔端还存在六个微小的隆起,相邻的隆起之间彼此相连,看上去酷似一朵盛开的梅花,花的中心就是六方形纳米孔.二维AFM图像显示,以往用扫描电镜表征的纳米孔阵列,实际上是一幅排列整齐、并呈周期性变化的梅花阵列图案.膜背面阻挡层的AFM二维图像表明,膜胞呈六方形,且排列高度有序.膜胞密度为4.3×109/cm2,与孔密度基本一致.阻挡层的三维照片显示,膜胞的底部存在半球状突起,也呈现出规整的阵列图案.
关键词:
无机非金属材料
,
多孔阳极氧化铝膜(AAO)
,
微细结构
,
原子力显微镜(AFM)
姚素薇
,
孔亚西
,
张璐
功能材料
使用高纯铝片,利用电化学阳极氧化制备了多孔阳极氧化铝(AAO)膜,用原子力显微镜(AFM)对其形貌进行了表征,提出铝阳极氧化过程中纳米孔从无序到有序的自组织模型,探讨了高度有序六角形纳米孔阵列的形成过程,并分析了影响纳米孔有序度的因素及提高有序度的途径.根据自组织模型探讨了长时间阳极氧化和二次氧化条件下形成高度有序六角形纳米孔阵列的机理.
关键词:
阳极氧化铝
,
原子力显微镜
,
模板
徐恩兵
,
李坤权
,
朱志强
,
贾佳琪
,
王效华
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.01.2014041403
以三嵌段共聚物F108为模板剂，苯酚／甲醛为碳源，在中性条件下制备了平均孔径为3．14 nm，最可几孔径分布为3 nm和8 nm，BET比表面积为1541 m2·g－1，孔容为1．01 cm3·g－1的双孔分布介孔碳．通过静态实验法测定了介孔碳对亚甲基蓝的吸附特性，分析了初始浓度、溶液pH、温度对吸附量的影响，并从热力学及动力学角度探讨了介孔碳对亚甲基蓝的吸附机理．结果表明，溶液初始浓度、溶液pH以及温度对吸附量有较大的影响，介孔碳对亚甲基蓝的吸附随着初始浓度、pH、温度的上升而增大，吸附为吸热反应，提高温度有利于吸附的进行．实验制备的介孔碳对亚甲基蓝的最大吸附量为421 mg·g－1，相比于普通活性炭，双孔分布介孔碳对亚甲基蓝显示了更优的吸附性能．亚甲基蓝在介孔碳上的吸附行为符合Langmuir吸附等温线和Elovich动力学模型．计算得到的吸附吉布斯自由能（ΔG0）＜0，吸附标准焓变（ΔH0）＞70 kJ·mol－1，说明亚甲基蓝在介孔碳上的吸附是自发进行的单分子层吸热反应，且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用．
关键词:
介孔碳
,
亚甲基蓝
,
吸附
,
热力学
,
动力学
刘志新
,
杜鑫
,
贺军辉
,
何勇
,
张林
影像科学与光化学
本文以硬模板与软模板结合的双模板方法(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为介孔模板,聚苯乙烯(PS)球为中空模板),通过自组装制备出有良好分离性和单分散性且具有径向介孔的二氧化硅中空亚微米球.研究表明CTAB、TEOS的用量,催化剂的种类对二氧化硅中空亚微米球的形貌、壁厚、产品纯度等都有很大的影响.在保持其它实验条件不变的情况下,通过分别单独调节CTAB和TEOS的用量或同时调节CTAB和TEOS的用量,得出最佳原料配比是:TEOS/CTAB/NH3/乙醇/水的摩尔比是1∶0.27∶9.8∶304∶2955, TEOS/聚苯乙烯球的质量比是4/1.催化剂的种类对中空亚微米球的形貌也有较大影响,当NaOH(浓度为1 mol/L)的用量为0.05-0.10 mL时,生成由小粒子聚集而成的亚微米球;随着NaOH用量增大到0.10-0.20 mL,小粒子逐渐粘合在一起,亚微米球表面逐渐变光滑;进一步增大NaOH用量为0.20-0.30 mL则导致杂质小粒子的出现.在实验结果和文献报道的基础上,讨论并提出了径向有序介孔二氧化硅中空亚微米球的形成机理.
关键词:
径向介孔
,
二氧化硅
,
中空亚微米球
,
单分散
张凌怡
,
王智聪
,
张维冰
色谱
doi:10.3724/SP.J.1123.2012.11016
采用中孔SBA-15棒状硅胶颗粒填充毛细管柱用于毛细管电色谱(CEC)分离.这一亚微米材料直径为400nm并具有沿相同方向伸展的高度有序、均一的圆柱形中孔.棒状的特殊形态使得填充柱的通透性良好,简化了尺寸微小的CEC柱的填充过程.修饰后的棒状SBA-15填充毛细管柱成功应用于反相和离子交换电色谱分离非极性和极性样品,获得了较高柱效(140 000理论塔板/m).流速3.2 cm/min时获得最低理论塔板高度为7.1 mm.范迪米特曲线说明了SBA-15孔结构的传质阻力特征.分别以芳香酸、人参、天麻提取物为样品,对亚微米固定相毛细管电色谱柱加以评价.该固定相显示出了较高的分离能力,为纳米材料在色谱固定相中的应用提供了一个新的思路.
关键词:
毛细管电色谱
,
亚微米
,
棒状SBA-15硅胶颗粒
,
固定相
洪伟
,
闫晓庆
,
李仁宏
,
范杰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62762-1
金纳米颗粒在烯烃加氢、水气转化、过氧化氢直接合成和醇类选择性氧化等反应中表现出独特的催化性能,引起了人们广泛关注.通常,金纳米颗粒的催化活性受到尺寸、原子堆积形式、暴露晶面及其与载体的相互作用所影响.而金纳米颗粒的烧结往往导致其催化效率迅速下降.为了解决金颗粒烧结问题,提高其使用寿命,必须控制高温处理时颗粒和原子的迁移.尽管已有很多工作见诸报道,然而到目前为止,仍未完全解决金颗粒烧结问题.本文通过调整有机模板剂和反应温度成功地合成了不同窗口尺寸的立方介孔氧化硅材料(FDU-12),并将预先合成的3 nm金颗粒负载于其上,考察了窗口尺寸对金颗粒烧结的影响.首先,采用小角X射线散射、氮气吸附-脱附、透射电镜和扫描电镜等手段证实成功合成了具有亚5 nm窗口的FDU-12材料,同时以3 nm金颗粒为探针,进一步区分了具有<3 nm和3?5 nm窗口的FDU-12样品.在抗烧结实验中发现,具有3?5 nm窗口尺寸的FDU-12能够在一个较宽的金负载量(1.0?8.3 wt%)下稳定金纳米颗粒.在550oC空气中焙烧5 h后,金颗粒的平均尺寸维持在4.5?5.0 nm.更小的窗口尺寸则会导致3 nm金颗粒无法进入FDU-12孔道,从而带来低的负载能力和差的抗烧结性能.另一方面,具有>7 nm窗口尺寸的FDU-12则只在高的金颗粒负载量(>9 wt%)下才表现出较好的抗烧结性能,低负载量时烧结严重(2.1 wt%,14.2?5.5 nm).我们推测,合适的窗口尺寸(3?5 nm)恰好能允许3 nm金颗粒进入FDU-12的孔道,在高温处理过程中,当金颗粒长大到5 nm左右时,窗口极大地限制了金颗粒的移动,导致其不能在孔与孔之间自由迁移.此外,该FDU-12材料的孔径为18 nm,这使得封装在各个孔内部的金颗粒与其他金颗粒距离较远,不利于其通过原子迁移而发生烧结.因此,拥有3?5 nm窗口尺寸的FDU-12在一个宽的金负载量下表现出良好的抗烧结能力.而对于具有>7 nm窗口尺寸的FDU-12,在高的金负载量下,它可通过自聚焦效应抑制原子迁移,从而具有优良的抗烧结性能.但在低负载量时,介孔氧化硅的绝大部分孔内并不包含多个金颗粒,自聚焦效应无法发挥作用,在高温焙烧时金颗粒可以通过大的窗口尺寸相互融合导致烧结.我们将具有不同金尺寸的AuNP/FDU-12催化剂用于环己醇选择性氧化反应中.结果表明,4.5 nm的金催化剂表现出最好的活性(1544 mmol gAu-1 h-1)和大于99%的选择性(230oC),大大超过了先前报道的基于Ag和Mn为活性中心的催化剂.另外,与负载在商用γ-Al2O3上相比,AuNP/FDU-12体系表现出了很好的选择性,直接脱水产物小于1%.同时可以保持100 h内金颗粒不发生烧结,活性不明显下降.
关键词:
金纳米颗粒
,
立方介孔氧化硅
,
窗口尺寸
,
抗烧结性能
,
醇氧化
