合成介孔纳米晶体氧化锆的新方法

doi:10.3866/PKU.WHXB20100803

物理化学学报 >> 2010, Vol. 26 >> Issue (08): 2177-2181.doi: 10.3866/PKU.WHXB20100803

合成介孔纳米晶体氧化锆的新方法

车红卫¹, 韩书华¹, 侯万国^1,2, 刘爱凤¹

1. 山东大学胶体与界面教育部重点实验室, 济南 250100;
2. 青岛科技大学化学与分子工程学院, 山东青岛 266042

收稿日期:2010-03-26 修回日期:2010-05-05 发布日期:2010-07-23
通讯作者: 韩书华, 侯万国 E-mail:shuhhan@sdu.edu.cn; wghou@sdu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(50572057)资助项目

Novel Synthesis of Mesoporous Nanocrystalline Zirconia

CHE Hong-Wei¹, HAN Shu-Hua¹, HOU Wan-Guo^1,2, LIU Ai-Feng¹

1. Key Laboratory of Colloid and Interface Chemistry, Ministry of Education, Shandong University, Jinan 250100, P. R. China;
2. College of Chemistry and Molecular Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, Shandong Province, P. R. China

Received:2010-03-26 Revised:2010-05-05 Published:2010-07-23
Contact: HAN Shu-Hua, HOU Wan-Guo E-mail:shuhhan@sdu.edu.cn; wghou@sdu.edu.cn
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (50572057).

摘要/Abstract

摘要：

通过一种新颖的方法, 即软模板-固液技术(CSSL)合成具有高比表面积的介孔纳米晶体氧化锆. 首先, 通过软模板法以1-十六烷基-3-甲基咪唑溴(C₁₆mim⁺Br^-)为结构导向剂, 硫酸锆为无机前驱物合成了介观相氧化锆杂化物, 然后该杂化物与固体硝酸铜无机盐研磨并进行热处理. 在600 ℃焙烧后所得到的氧化锆材料具有蠕虫状介孔结构, 且孔壁由尺寸约为2.50 nm的四方相氧化锆纳米粒子组成. 该材料的比表面积为240.0 m²·g^-1, 孔径为4.10 nm. 与之对应, 使用单一的软模板法在相同的温度焙烧后, 所得到的氧化锆材料介孔结构坍塌, 比表面积仅为9.5 m²·g^-1.

关键词: 介孔, 氧化锆, 纳米晶体, 软模板法, 热稳定性

Abstract:

A novel strategy involving the combination of soft-templating and the solid-liquid method (CSSL) is presented for the synthesis of mesoporous nanocrystalline zirconia with a high specific surface area. The mesostructured zirconia hybrid is firstly synthesized by the soft-templating method using 1-hexadecyl-3-methylimidazolium bromide (C₁₆mim⁺Br^-) as the structure-directing agent and zirconium sulphate as an inorganic precursor. It is then ground in the presence of solid copper nitrate followed by heat-treatment in air. The resulting zirconia material, after calcination at 600 ℃, possesses a wormlike arrangement of mesopores surrounded by tetragonal ZrO₂ nanocrystallites of ca 2.50 nm diameter. The Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area is 240.0 m²·g^-1 and the pore size is 4.10 nm. However, no mesoporous structure exists in the obtained zirconia material that was produced using the simple soft-templating method at the same calcination temperature. The BET surface area is only 9.5 m²·g^-1 for this material.

Key words: Mesoporous, Zirconia, Nanocrystalline, Soft-templating method, Thermal stability

车红卫, 韩书华, 侯万国, 刘爱凤. 合成介孔纳米晶体氧化锆的新方法[J]. 物理化学学报, 2010, 26(08), 2177-2181. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100803

CHE Hong-Wei, HAN Shu-Hua, HOU Wan-Guo, LIU Ai-Feng. Novel Synthesis of Mesoporous Nanocrystalline Zirconia[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26(08), 2177-2181. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100803

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB20100803

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2010/V26/I08/2177

参考文献

[1]. Kresge, C. T.; Leonowicz, M. E.; Roth, W. J.; Vartuli, J. C.; Beck, J. S. Nature, 1992, 359: 710
[2]. Yu, J. M.; Yu, J. G.; Ho, W. K.; Jiang, Z. T.; Zhang, L. Z. Chem. Mater., 2002, 14: 3808
[3]. Liu, R. L.; Ren, Y. J.; Shi, Y. F.; Zhang, F.; Zhang, L. J.; Tu, B.; Zhao, D. Y. Chem. Mater., 2008, 20: 1140
[4]. Yuan, Q.; Yin, A. X.; Luo, C.; Sun, L. D.; Zhang, Y. W.; Duan, W. T.; Liu, H. C.; Yan, C. H. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130: 3465
[5]. Wang, T.; Zhou, J, H.; Wang, D. J.; Sun, D.; Di, Z. Y.; He, J. P. Acta Phys. -Chim. Sin., 2009, 25:2155. [王涛, 周建华, 王道军, 孙盾, 狄志勇, 何建平. 物理化学学报, 2009, 25: 2155]
[6]. Fang, X. S.; Zhang, L. D. J. Mater. Sci. Technol., 2006, 22: 1
[7]. Che, H. W.; Han, S. H.; Hou, W. G.; Liu, A. F.; Yu, X. J.; Sun, Y. Y.; Wang, S. S. Microporous Mesoporous Mat., 2010, 130: 1
[8]. Liu, X. L.; He, J. P.; Dang, W. J.; Ji, Y. J.; Zhao, G. W.; Zhang, C. X. Acta Phys. -Chim. Sin., 2008, 24:475. [刘晓磊, 何建平, 党王娟, 计亚军, 赵桂网, 张传香, 物理化学学报, 2008, 24: 475]
[9]. Yu, Y.; Liu, S. J.; Li, J.; Chen, Q. Y. Acta Phys. -Chim. Sin., 2009, 25:1890. [余勇, 刘士军, 李洁, 陈启元, 物理化学学报, 2009, 25: 1890]
[10]. Yuan, J. Q.; Zhang, Y. Z.; Le, J.; Song, L. X.; Hu. X. F. Mater. Lett., 2007, 61: 1114
[11]. Fang, X. S.; Bando, Y.; Gautam, U. K.; Ye, C. H.; Golberg, D. J. Mater. Chem., 2008, 18: 509
[12]. Ji, P. F.; Zhang, J. L.; Chen, F.; Anpo, M. J. Phys. Chem. C, 2008, 112: 17809
[13]. Wan, Y.; Yang, H. F.; Zhao, D. Y. Acc. Chem. Res., 2006, 39: 423
[14]. Olson, Y. T.; Zhang, J. Z. J. Mater. Sci. Technol., 2008, 24: 433
[15]. Biswas, K.; Varghese, N.; Rao. C. N. R. J. Mater. Sci. Technol., 2008, 24: 615
[16]. Shen, W. H.; Shi, J. L.; Chen, H. R.; Gu, J. L.; Zhu, Y. F.; Dong, X. P. Chem. Lett., 2005, 34: 390
[17]. Wang, Y. Q.; Yang, C. M.; Schmidt, W.; Spliethoff, B.; Bill, E.; Schuth, F. Adv. Mater., 2005, 17: 53
[18]. Lai, X.; Li, X.; Geng, W.; Tu, J.; Li, J.; Qiu, S. Angew. Chem. Int. Edit., 2007, 46: 738
[19]. Seddon, K. R.; Stark, A.; Torres, M. Pure Appl. Chem., 2000, 72: 2275
[20]. Kang, M.; Kim, D.; Yi, S. H.; Han, J. U.; Yie, J. E.; Kim, J. M. Catal. Today, 2004, 93-95: 695
[21]. Jiao, F.; Hill, A. H.; Harrison, A.; Berko, A.; Chadwick, A. V.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130: 5262
[22]. Xie, Y. C.; Tang, Y. Q. Adv. Catal., 1990, 37: 1

合成介孔纳米晶体氧化锆的新方法

Novel Synthesis of Mesoporous Nanocrystalline Zirconia

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0

[1]	张威, 梁海琛, 朱科润, 田泳, 刘瑶, 陈佳音, 李伟. 三维大孔/介孔碳-碳化钛复合材料用于无枝晶锂金属负极[J]. 物理化学学报, 2022, 38(6): 2105024 - .
[2]	林飞宇, 杨英, 朱从潭, 陈甜, 马书鹏, 罗媛, 朱刘, 郭学益. 湿空气下制备稳定的CsPbI₂Br钙钛矿太阳电池[J]. 物理化学学报, 2022, 38(4): 2005007 - .
[3]	王甜, 张太阳, 陈悦天, 赵一新. ALD-Al₂O₃涂层保护的高抗湿5-氨基戊酸铰链甲胺铅溴钙钛矿薄膜[J]. 物理化学学报, 2021, 37(4): 2007021 - .
[4]	乔成芳,吕磊,许文风,夏正强,周春生,陈三平,高胜利. 三维无溶剂含能Ag-MOF的制备、热分解动力学及爆炸性能[J]. 物理化学学报, 2020, 36(6): 1905085 - .
[5]	邹后兵, Ettelaie Rammile, 闫帅, 薛楠, 杨恒权. 溶剂诱导翻转Pickering乳液用于原位循环使用酶催化剂[J]. 物理化学学报, 2020, 36(10): 1910006 - .
[6]	刘芳,张鲁凤,董倩,陈卓. 小尺寸金石墨纳米颗粒的合成与表征[J]. 物理化学学报, 2019, 35(6): 651 -656 .
[7]	刘志明, 刘国亮, 洪昕林. 表面缺陷与钯的沉积对硫化镉纳米晶粒的光催化制氢性能的影响[J]. 物理化学学报, 2019, 35(2): 215 -222 .
[8]	陈文君,薛智敏,王晋芳,蒋静云,赵新辉,牟天成. 低共熔溶剂的热稳定性研究[J]. 物理化学学报, 2018, 34(8): 904 -911 .
[9]	鄢慧君,李彪,蒋宁,夏定国. 阴离子硫氧化还原与Li_1-xNiO_2-yS_y的结构稳定性:第一性原理研究[J]. 物理化学学报, 2017, 33(9): 1781 -1788 .
[10]	黄学辉,商晓辉,牛鹏举. SBA-15表面改性及其对介孔La_0.8Sr_0.2CoO₃钙钛矿型催化剂结构和性能的影响[J]. 物理化学学报, 2017, 33(7): 1462 -1473 .
[11]	甄绪,郭雪静. 三维介孔钴酸锌立方体的制备及其优异的储锂性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(4): 845 -852 .
[12]	谢永敏,王晓强,刘江,余长林. 管式电解质支撑型直接碳固体氧化物燃料电池的浸渍法制备及电性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(2): 386 -392 .
[13]	万秀美,王丽,龚晓庆,逯丹凤,祁志美. 介孔TiO₂薄膜光波导共振传感器对苯并(a)芘的探测灵敏度[J]. 物理化学学报, 2017, 33(12): 2523 -2531 .
[14]	王亚楠,马品,彭路梅,张迪,方艳艳,周晓文,林原. 醋酸铅作为铅源合成CH₃NH₃PbBr₃_-_xCl_x纳米晶体颗粒[J]. 物理化学学报, 2017, 33(10): 2099 -2105 .
[15]	唐艳平,元莎,郭玉忠,黄瑞安,王剑华,杨斌,戴永年. 镁热还原法制备有序介孔Si/C锂离子电池负极材料及其电化学性能[J]. 物理化学学报, 2016, 32(9): 2280 -2286 .