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钨硅酸银纳米晶4

钨硅酸银纳米晶4
钨硅酸银纳米晶4

钨硅酸银纳米晶:形貌可控合成与表征

摘要:

通过聚电解质(表面活性剂)作为导向剂的液相合成路线,合成了多种形貌的多金属氧酸盐纳米晶,包括纳米球,纳米带,纳米片,纳米立方体,六角纳米粒子,三角纳米粒子,雪花状纳米粒子。形状独特的六角形空心纳米粒子也通过相似的方法合成出来。在反应过程中,银离子通过配位作用吸附在聚电解质的组装结构上,通过与氮原子或氧原子的配位作用被定位在聚电解质上,从而导致规则形貌的多酸纳米粒子的形成。结果表明,产物的形貌极大地取决于表面活性剂的组装结构和它们与反应物间的配位作用。[著者文摘]

关键词: 纳米粒子多金属氧酸盐可控合成聚电解质

纳米晶体由于其独特的大小,形状,拥有一些特殊的性质。纳米晶体的性质不仅与它的组成成分有关,还和它的结构,状态,形状,大小,粒度分布有关。无机纳米晶体的本质特性是由它们的大小,形状,成分,结晶度和结构(固体且空心)决定。原则上每种纳米晶体的直径是可以控制的,所以它们的性质可以相应地进行调整。因此,可以确定纳米晶体大小,形状的合成方法已成为当前化学合成法的主要研究课题。很多成果都集中在纳米材料的制备,包括,气液固,电化学制法。近来,以聚电解质(表面活性剂)作为导向剂,是一种相对简单,有效地控制纳米微粒,纳米束的大小,形状,表面结构的方法。

2.多金属氧酸盐在材料科学上越来越受到广泛关注,是因为它们在化学,结构学,电子学的多面性。作为一种典型的无机金属氧化簇。大量的多金属氧酸盐被应用。为了探究多金属氧酸盐纳米微粒的特性,多金属氧酸盐发挥着重要作用。多金属氧酸盐纳米微粒的大小,形状,结构的控制,有严格的技术要求,因为这与它们的光学参数,电学参数,催化性紧密相关。

3.在这篇文章中,我们介绍了基于聚合体的组装结构,配位效应合成多种形貌的多金属氧酸盐纳米晶体,纳米球,纳米带,纳米片,纳米立方体,六角纳米粒子,三角纳米粒子,雪花状纳米粒子,形状独特的六角形空心纳米粒子

实验部分:

整个实验所使用的试剂规格均为分析纯,产地北京化学试剂厂。通常制备钨硅酸银纳米晶体的方法如下:将0.25g硝酸银和1g钨硅酸分别溶于v(triton-x)/v(水)为1和1.5的两个体系中,并将它们混合,加入4体积无水乙醇,此时有大量含有多金属氧酸盐纳米球的絮状沉淀生成,用离心机分离沉淀,之后用无水乙醇洗涤,在50c空气中干燥1小时,产率60%-80%,用同样的方法可制备钨硅酸银空心六角纳米粒子:聚乙烯烷酮(m=5500)-硝酸银体系(v (聚乙烯烷酮)/v(水)=1/4,银离子浓度:0.1-0.001mol/l)和聚乙烯烷酮-钨硅酸体系(v(聚乙烯烷酮)/v(水)=1/4)混合,沉淀用无水乙醇洗涤并于空气中干燥,产率50%-70%,而另一体系采用v(聚丙烯酸)/v(水)=1/4和聚丙烯酸-钨硅酸体系(v(聚丙烯酸)/v(水)=1/4,银离子浓度:0.08,0.03,0.001mol/l)混合,产率60%-70%

2结果与讨论

2.1合成结构和形貌

在我们以前的研究中发现,聚乙二醇/水体系中,聚乙二醇的链状结构可以控制多金属氧酸盐中各个纳米晶体的直径,长度,纳米微管,由聚乙二醇-200/水体系中得到的钨硅酸银空心粒子有着近似于空心球状的结构,聚乙二醇-200在水中的聚集体很软,以致于它

不能作为合成多金属氧酸盐纳米条的模版,但是由于它软和卷曲特性,而有利于空心粒子的形成,与其类似的空心球状结构也可以在聚乙二醇-100/水体系中形成。我们知道在聚乙二醇分子中,氧原子连接两个1,2-亚甲基,由于氢原子所占体积小使得氧原子处于一个较自由的化学环境中,而氧原子与银离子的配位效应是不能忽略的。图1。显示聚乙二醇-400/水(2.5ml/3ml)体系中,得到的带状钨硅酸银纳米晶体的电子显微镜图。

银离子吸附着聚乙二醇聚集体使得银离子和氧原子间的相互作用减弱,反应发生在许多聚乙二醇聚集体水相表面,因此,在聚乙二醇/水体系中也可以得到纳米条。图2显示,由聚乙二醇-400/水(2.5ml/2-4ml)体系得到的片状物硅酸银纳米晶体的电子显微镜图

1996年曾有报道介绍过在triton-x100/环己烯体系中合成纳米粒子的方法。Triton-x100含有的环氧乙烷短链中有许多烷烃基,这与聚乙二醇结构相似,使得triton-x100/水体系的结构与聚乙二醇/水体系的结构不同,由此可知,在水溶液中大的烷烃基可以破坏环氧乙烷链结构,它作为不电离表面活性剂对其形状影响提供了一个好的参比体系。大量的单分散性钨硅酸银纳米球可以在triton-x100条件下由硝酸银,钨硅酸合成。图3为由triton-x100/水体系得到的钨硅酸银纳米球的tem图。球状固体的直径大约80nm,而产物的形态主要是由于聚乙二醇/水体系中聚乙二醇聚集体的结构决定。

2.2配位效应和形貌

接下来的实验证明,影响产物形貌的关键是配位效应,聚乙烯基吡络烷酮,阳离子聚电解质,拥有许多氮,氧原子,使得其在银纳米晶体的合成中发挥着独特的作用。在银离子与聚乙烯基吡络烷酮配位效应的基础上又许多研究,通过硝酸银,钨硅酸液相反应合成的产物其形貌往往受到这种配位效应的影响,较低浓度的硝酸银(大约0.001mol/l)生成的钨硅酸银纳米晶体是立方体。图4a.4b为空心钨硅酸银纳米立方体的sem图,这种纳米立方体的边长是250nm,当硝酸银的浓度增加到0.1mol/l产物的形态就转变为空心结构,图4c.4d.5a.5d 显示的是空心钨硅酸银纳米粒子,图5b为钨硅酸银空心纳米粒子的tem图和电子衍射图,这些空心纳米粒子的边长150nm,图5c为xrd图,如果硝酸银的浓度继续增长(超过0.2mol/l)会生成少量的直径不规则粒子,适当低浓度的银离子与聚乙二醇聚集体间存在着一定强度的反应,当硝酸银的浓度较高时存在着自由移动的银离子,所以即使没有强的配位效应也会形成不规则粒子。尽管形状选择的主要根据尚未知晓,但已指出聚电解质(表面活性剂)和其成分可能对钨硅酸银粒子的形貌有重大影响,在距丙烯酸存在下的液相反应也可得到钨硅酸银空心纳米粒子,聚丙烯酸中有许多羧基和氧原子,银离子和聚丙烯酸间强烈的配位效应是影响产物形貌的关键。这个实验也说明了产物形貌与反应条件有密切联系。硝酸银浓度很低时(大约0.001mol/l),生成的钨硅酸银纳米粒子是三角形的。图6位三角形钨硅酸银纳米粒子的sem图,当硝酸银浓度增加到0.03mol/l产物形状就转变为雪花状纳米晶体,图7为雪花状钨硅酸银纳米晶体的sem图。图8a.b.c.显示的是一些可以得到的大量的形状均匀的产物,这些空心六角形纳米粒子边长200nm,壁厚均匀(80nm),图8d是xrd图,有图可知这些空心六角形钨硅酸银纳米粒子是结晶体。如果硝酸银浓度继续增加,当硝酸银和聚丙烯酸之比超过3.5时,在缺少强烈配位效应的条件下形成了不规则粒子。

产物的元素分析显示ag:si:w=4:!:12.电子红外光谱中的特征峰出现在1100,1011,970,919,882,795cm-1,这是由于keggin结构v(si=oa) 引起的,在空心六角形纳米粒子中存在许多。空心多金属氧酸盐粒子应用广泛,它们作为非常小的载体,在许多领域都发挥着重要作用,如催化,药物排放,人造细胞发展,还可作为生物活性物质(例如酶,蛋白质,脱氧核糖核酸)的保护体,另一方面,。。

由以上结论可知,银离子和聚乙烯基吡络烷酮间的配位效应影响多金属氧酸盐纳米粒子的形状,银离子被预先置于聚乙烯基吡络烷酮/聚丙烯酸溶液中,在发生化学反应之前,通过银离子,氮,氧原子间的配位效应,在钨硅酸银纳米粒子形成过程中,银离子适当的控制产物

形状,若没有这种配位效应,则形成不规则粒子。对于其他无机纳米晶体形貌的控制也采用类似的方法,只是使用含有氧,氮,硫原子的聚电解质(表面活性剂)。

3.结论

总之,通过液相合成路线,可以合成多金属氧酸盐(无机)纳米带,纳米片,纳米球,纳米立方体,六角纳米粒子,三角纳米粒子,雪花状纳米粒子,均匀空心纳米粒子结构。结构表明,产物的形貌极大地取决于表面活性剂的组装结构与反应物间的配位效应。

催化合成环己酮乙二醇缩酮

学号07130107 编号研究类型应用研究分类号TQ426.91 HUBEI NORMAL UNIVERSITY 学士学位论文 Bachelor’s Thesis 论文题目二氧化硅负载磷钨钼酸催化合成环己酮乙 二醇缩酮 作者姓名谢萍 指导教师杨水金 所在院系化学与环境工程学院专业名称化学 完成时间2011- 05-15

湖北师范学院学士学位论文诚信承诺书 中文题目:二氧化硅负载磷钨钼酸催化合成环己酮乙二醇缩酮 外文题目:Catalytic Synthesis of Cyclohexanone Glycol Ketal With H 3 PW6Mo6O40/SiO2学生姓名谢萍学号2007113010107 院系专业化学与环境工程学 院化学专业 班级0701 学生承诺 我承诺在毕业论文活动中遵守学校有关规定,恪守学术规范,本人毕业论文内容除特别注明和引用外,均为本人观点,不存在剽窃、抄袭他人学术成果,伪造、篡改实验数据的情况。如有违规行为,我愿承担一切责任,接受学校的处理。 学生(签名): 2011年5 月15日 指导教师承诺 我承诺在指导学生毕业论文活动中遵守学校有关规定,恪守学术规范,经过本人认真的核查,该生毕业论文内容除特别注明和引用外,均为该生本人观点,不存在剽窃、抄袭他人学术成果,伪造、篡改实验数据的现象。 指导教师(签名): 2011年5月15 日

目录 1 . 前言 (3) 1.1 分子筛MCM-48负载硅钨酸催化剂 (4) 1.2 三氯化铁催化剂 (4) 1.3 硫酸铜催化剂 (4) 1.4 离子交换树脂催化剂 (4) 1.5 活性炭负载对甲苯磺酸催化剂 (4) 1.6 铝交联蒙脱土催化剂 (5) 1.7 固体超强酸 SO42-/ TiO2-SnO2催化剂 (5) 1.8 磷钼酸催化剂 (5) 1.9 Fe-ZSM-5分子筛催化剂 (5) 2. 实验部分 (5) 2.1 试剂及仪器 (5) 2.2 催化剂H3PW6Mo6O40/SiO2的制备 (6) 2.3 环己酮乙二醇缩酮的合成 (6) 3. 结果与讨论 (6) 3.1 催化剂H3PW6Mo6O40/SiO2的表征 (6) 3.2 反应条件的优化 (8) 3.3 催化剂H3PW6Mo6O40/SiO2与其他催化剂催化活性的比较 (9) 3.4 催化机理 (10) 3.5 产品的分析鉴定 (10) 4 . 结论 (11) 5 . 参考文献 (12) 6. 致谢 (13)

纳米复合钨硅酸催化合成苹果油

20酿酒科技2007年第3期(总第153期)?UQUOR—MA圈时GSCmNCE&’IEC珈NoLOGY2007No-3fr01.153)纳米复合钨硅酸催化合成苹果油 张福捐,盛淑玲 (许昌学院化学系,河南许昌461000) 摘要:以纳米复合钨硅杂多酸为催化剂,异戊酸和异戊醇为原料,通过酯化反应合成苹果油, 对酯化反应的影响因素进行了研究,结果表明,在醇酸物质的量比为1.4:1,催化剂用量5%,反应 时间1.5h的条件下,酯化率可达98.6%。 关键词:苹果油;纳米复合钨硅酸;催化酯化 中图分类号:TS225.3文献标识码:B文章编号:1001—9286(2007)03—0020—02 CatalyticSynthesisofIsoamylIsoValerateby nano—114siW∞棚i02 珊ANGFu-j啪andS瑚三NGShu-l逝 ∞epamnentofChemis田,Xuch孤gCoUege,Xuch柚g,He’呦46l000,China) Abstr挑t:IsoaIlly“sovalerate、Ⅳassyntllesized也l-ou曲esteri丘cationreactionbyusingisoValericacidandiso锄ylalcohol弱rawmaterialsandn锄。一H4SiWl20√Si02ascatalyst,thein日llencing梳torsin也ereactionwerestudied,arldt11eresllltsshowed也at也eesteri丘cationratecouldreach98.6%undermeconditionsoftheratioofalcohol_acid1.4:1。theuSelevelofca_talyst5%,andt11ereactiontilne1.5h. Keywords:iso锄ylisovalerate;n跹o-H4siwl_040/Si02;catal舛cesteri丘cation 苹果油,学名异戊酸异戊酯,是一种常用的香料,无色至微黄色透明液体,稀释液呈苹果似水果香味,存在于香蕉、苹果、杏仁、李子、西红柿、啤酒、酒花、白兰地、葡萄酒、苹果酒中,具有甜的果香、清香、酯香,并有苹果、菠萝的味道,FEMA编号2085,FDAl72.515,中国(m2760一96批准为允许使用的食品香料。用作香槟、老姆酒等酒用香精【1.2】。 目前关于苹果油的合成,工业上多以异戊酸和异戊醇为原料,用浓硫酸作催化剂直接酯化而成D】。但是浓硫酸腐蚀性强,设备需要定期更新,反应产物的后处理工艺复杂,有大量废液排出。对环境污染十分严重。而且硫酸具有氧化和脱水作用,导致反应中副产物较多,选择性差。近些年来环境友好型催化剂合成酯的研究日见增多【4~,鉴于21世纪绿色化学发展的要求,我们将催化剂新秀——杂多酸和第四代催化剂——纳米材料组装在一起,得到纳米型复合钨硅杂多酸,用于苹果油的催化合成,取得了理想的效果。 1材料与方法 1.1仪器和试剂 FT一刀也100型红外光谱仪(美国Bio—Rad公司),2WA型阿贝折射仪(上海精密仪器有限公司);异戊酸、硅酸乙酯为化学纯,异戊醇、钨酸钠、硅酸钠、乙醚、环己烷为分析纯。 1.2纳米复合钨硅酸H4SiW,20√Si02的制备[日首先利用乙醚萃取法制备H4siw,20帅,然后用溶胶一凝胶法制备纳米型复合磷钨酸。按照硅酸乙酯:丁醇:水:H4SiW也O∞的质量比为10:5:4:3.5的比例,将各原料加入三颈瓶中,回流搅拌2h,使硅酸乙酯水解生成透明溶胶,将溶胶转入PvC模具中,恒温水浴2h,得到透明凝胶,在100℃烘干,研磨,即可得到纳米型H4siW∞舶/Si02(纳米粒子的直径为50姗左右)。1.3酯化反应 在装有温度计、回流冷凝管、分水器和搅拌器的100mL四颈瓶中加入异戊酸、异戊醇、催化剂和带水剂,电热套加热进行酯化反应,控制温度回流一定时间后,静置、冷却、倾出反应液,洗涤、干燥后常压蒸馏蒸出环己烷和过量的异戊醇,收集188~193℃的馏分,即得无色透明、具有熟苹果香气的苹果油。 基金项目:河南省科技厅自然科学基金(0511020500);河南省教育厅自然科学基金(200510480008)。收稿日期:2∞6-12—1l 作者简介:张福捐(1956一),男,河南鄢陵人,教授,主要从事应用化学及纳米催化合成研究。  万方数据 万方数据

Co(Ⅱ)取代钨硅酸盐配合物合成及电化学研究

目录 摘要(关键词) (1) Abstract(Key words) (1) 1.前言 (2) 1.1多金属氧酸盐的发展简史 (2) 1.2多金属氧酸盐的应用背景 (2) 1.2.1催化领域的研究 (2) 1.2.2药物领域的研究 (3) 1.2.3材料领域的研究 (3) 1.3 1:11系列的缺位Keggin型阴离子的结构简介 (4) 1.4 基于1:11系列的缺位Keggin型多金属氧酸盐的结构简介 (4) 1.4.1由多酸阴离子组成的分离结构(零维) (4) 1.4.2多酸阴离子作为建筑块形成的一维链状结构 (5) 1.4.3多酸阴离子作为建筑块形成的二维层状结构 (5) 1.4.4多酸阴离子作为建筑块形成的三维网状结构 (6) 1.5实验总述 (6) 1.5.1原料与试剂 (6) 1.5.2仪器与测试 (7) 2. [Hpy] 2{[Co(4,4'–Hbpy) 2 (H 2 O) 2 ][SiCoW 11 O 39 ]} 化合物的合成与结构表征 (7) 2.1实验部分 (7) 2.1.1 原料H 4SiW 12 O 40 .19H 2 O的合成 (7) 2.1.2 [Hpy] 2{[Co(4,4'–Hbpy) 2 (H 2 O) 2 ][SiCoW 11 O 39 ]} 的合成 (7) 2.1.3 X-射线晶体学衍射数据 (7) 2.2 结果与讨论 (9) 2.2.1 [Hpy] 2{[Co(4,4'–Hbpy) 2 (H 2 O) 2 ][SiCoW 11 O 39 ]}的晶体结构 (9) 2.2.2 [Hpy] 2{[Co(4,4'–Hbpy) 2 (H 2 O) 2 ][SiCoW 11 O 39 ]}的红外光谱 (10) 2.2.3 [Hpy] 2{[Co(4,4'–Hbpy) 2 (H 2 O) 2 ][SiCoW 11 O 39 ]}的热重-差热分析 (11) 2.2.4 [Hpy] 2{[Co(4,4'–Hbpy) 2 (H 2 O) 2 ][SiCoW 11 O 39 ]}的PXRD谱 (12) 3.结论 (14) 参考文献 (15) 致谢 (17)

阿司匹林合成催化剂的影响

催化剂对阿司匹林的合成的影响 摘要:阿司匹林诞生以后,用来治疗感冒发热、风湿关节疼痛,十分有效,因此很快就成为广泛应用的药。为了对阿司匹林有更进一步的了解,本文用不同的酸性催化剂,以水杨酸和乙酸酐为原料合成乙酰水杨酸来对比产率的影响。 关键词:阿司匹、酸性催化剂 前言 1.1阿司匹林简介 中文名称:阿斯匹林(解热镇痛药)阿司匹林(退热药) 英文名称:Aspirin 化学普通命名法:乙酰水杨酸,acetylsalicylic acid 化学系统命名法:2-(乙酰氧基)苯甲酸 分子量:138.12 结构式: 密度: 1.35g/cm3 性质: 白色针状或结晶性粉末,无臭、略有酸味。在干燥空气中稳定,遇潮会缓缓水解为水杨酸和醋酸。微溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿;在沸水中分解, 在氢氧化钠和碳酸钠溶液中溶解并分解。 1.2阿司匹林用途 1、镇痛、解热 2、消炎、抗风湿 3、关节炎 4、抗血栓 5、皮肤粘膜淋巴结综合症(川崎病) 6、预防消化道肿瘤 7、抑制血小板凝集 2.实验 2.1实验原理 采用水杨酸和乙酸酐在催化剂的催化下发生酰基化反应来制取。反应式如下:

反应温度应控制在90℃以下,温度过高易发生下列副反应,同时水杨酸在酸性条件下受热,还可发生缩合反应,生成少量聚合物。 高聚物 2.2实验药品及仪器 水杨酸、无水醋酸酐、碳酸氢钠溶液、盐酸、酸性催化剂、三氯化铁试 100mL锥形瓶、磁力搅拌器、100mL烧杯、量筒、玻璃棒、布氏漏斗、抽滤瓶、电热套、表面皿 2.3实验药品的物理参数

2.4实验的主要装置 2.5不同催化剂下合成阿司匹林的操作 1 草酸 隆金桥等[1]以草酸为催化剂合成阿司匹林,反应的最佳条件为:3.0 g 水杨酸,6 mL 乙酸酐,0.5 g 草酸在 80 ℃下反应 50 mim,阿司匹林的收率达 91.5 %。利用草酸为催化剂合成阿司匹林,具有不腐蚀设备、不氧化反应物,催化剂用量少,产品易提纯等优点。 2 柠檬酸 周秀龙[2]利用柠檬酸作为催化剂合成阿司匹林的最佳反应条件是:水杨酸3.0 g,乙酸酐 6.65 g,柠檬酸 1.0 g,反应时间为 40min,反应温度为 70 ℃,反应时间为 40 min,阿司匹林收率达91.0 %。 3 氨基磺酸 郭有钢等[3]用氨基磺酸作催化剂,以水杨酸和乙酸酐为原料,增加了以冰乙酸为溶剂来进行阿司匹林的合成试验研究,研究发现,该反应最佳反应条件是:n(水杨酸)为 1 mol、n(乙酸酐)为 1.5 mol、n(氨基磺酸)为 0.15 mol,溶剂冰乙酸的量为 300 g,反应温度控制在 81~85 ℃,搅拌反应 30 min,收率可达93.26 %。与前以两个氨基磺酸为催化剂合成阿司匹林相比,该方法不用补加一定量的水,后处理更为容易,母液可以直接重复套用,操作更为方便,更易工业化 4 对甲苯磺酸 王立中等[4]采用对甲苯磺酸作催化剂、微波辐射合成乙酰水杨酸进行研究,试验结果表明,用对甲苯磺酸作催化剂能较好的合成乙酰杨酸;合成乙酰水杨酸的较适宜条件为:微波功为 151 W,辐射反应时间为 60 s,在 n(水杨酸)∶n(酸酐)=1∶1.7,催化剂用量为 2.5 %,产率达到 91.2 %。微波辐射合成乙酰水杨酸,具有反应时间短,操作方便,节约能源和产率高,不污染环境等优点并且产

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