实验名称：水热法制备纳米TiO2 水热法属于液相反应的范畴，是指在特定的密闭反应器中采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。在水热条件下可以使反应得以实现。在水热反应中，水既可以作为一种化学组分起反应并参与反应，又可以是溶剂和膨化促进剂，同时又是一种压力传递介质，通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素，实现无机化合物的形成和改进。 水热法在合成无机纳米功能材料方面具有如下优势：明显降低反应温度（100-240℃）；能够以单一步骤完成产物的形成与晶化，流程简单；能够控制产物配比；制备单一相材料；成本相对较低；容易得到取向好、完美的晶体；在生长的晶体中，能均匀地掺杂；可调节晶体生成的环境气氛。 一．实验目的 1.了解水热法的基本概念及特点。 2.掌握高温高压下水热法合成纳米材料的方法和操作的注意事项。 3.熟悉XRD操作及纳米材料表征。 4.通过实验方案设计，提高分析问题和解决问题的能力。 二．实验原理 水热法的原理是：水热法制备粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器中进行，高温时，密封容器中有一定填充度的溶媒膨胀，充满整个容器，从而产生很高的压力。为使反应较快和较充分的进行，通常还需要在高压釜中加入各种矿化物。 水热法一般以氧化物或氢氧化物（新配置的凝胶）作为前驱物，他们在加热过程中溶解度随温度的升高而增加，最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的氧化物新相。反应过程的驱动力是最后可溶的的前驱物或中间产物与稳定氧化物之间的溶解度差。 三．实验器材 实验仪器：10ml量筒；胶头滴管；50ml烧杯；高压反应釜；烘箱；恒温磁力搅拌器。 实验试剂：无水TiCl4；蒸馏水；无水乙醇。 四．实验过程 1.取10mL量筒, 50mL的烧杯洗净并彻底干燥。 2.取适量冰块放入烧杯中，并加入一定的蒸馏水形成20mL的冰水混合物，用恒温磁力搅拌器搅拌，速度适中。
第一章综述 1.1 概述 1.1.1 氧化铁的性质 纳米科学技术是20世纪80年代末诞生并崛起的新科技，它的基本内涵是指在-9-7）范围内认识和改造自然，通过直接和安排原子，分子创造1010～纳米尺寸（新物质，以及改造原有物质使其具有新的性质[1]。纳米材料具有量子尺寸效应，小尺寸效应，表面效应及宏观量子隧道效应等基本特性[1]。这些基本特性使纳米材料具有不同与常规材料的潜在的物理，化学性质，因此引起人们的广泛兴趣。纳米氧化铁( nano- sized iron oxide) 具有良好的耐候性、耐光性、磁性 和对紫外线具有良好的吸收和屏蔽效应, 可广泛应用于闪光涂料、油墨、塑料、皮革、汽车面漆、电子、高磁记录材料、催化剂以及生物医学工程等方面, 且可望开发新的用途[2，3]。 通常，铁的氧化物及其羟基氧化物均归属于氧化铁系列化合物，按价态，晶型结构的不同可以分为（α-﹑β-﹑γ-）FeO ﹑FeO ﹑FeO 和（α-﹑β-﹑γ-） 4323FeOOH.按色泽又可以分为，红﹑黄﹑橙﹑棕﹑黑。较具实用价值的有，α- FeO32﹑β- FeO ﹑α- FeOOH﹑FeO等。43321.1.2 氧化铁的应用 1 纳米氧化铁在装饰材料中的应用 在颜料中, 纳米氧化铁又被称为透明氧化铁( 透铁) 。所谓透明, 并非特指粒子本身的宏观透明, 而是指将颜料粒子分散在有机相中制成一层漆膜( 或称油膜) , 当光线照射到该漆膜上时, 如果基本不改变原来的方向而透过漆膜, 就称该颜料粒子是透明的。透明氧化铁主要有5 个品种, 即透铁红、黄、黑、绿、棕。透明氧化铁颜料因其有0.01μm 的粒径, 因而具有高彩度、高着色力和高透明度, 经特殊的表面处理后具有良好的研磨分散性。透明氧化铁颜料可用于油化与醇酸、氨基醇酸、丙烯酸等漆料制成透明色漆, 有良好的装饰性。此种透明漆既可单独, 也可和其他有机彩色颜料的色浆相混, 如加入少量非浮性的铝粉浆则可制成有闪烁感的金属效应漆; 与不同颜色的底漆配套, 可用于汽车、自行车、仪器、仪表、木器等要求高的装饰性场合。透铁颜料强烈吸收紫外线的特性使其可作为塑料中紫外线屏蔽剂,而用于饮料、医药等包装塑料中。纳米FeO 在32 1 静电屏蔽涂料中也有广阔的应用前景, 日本松下公司已研制成功具有良好静电屏蔽的FeO 纳米涂料。这种具有半导体特性的纳米粒子在室温下具有比常规的23氧化物高的导电性, 因而能起到静电屏蔽作用。 2 纳米氧化铁在油墨材料中的应用 透铁黄可用于罐头外壁的涂装, 透铁红油墨为红金色, 特别适合罐头内壁用, 加之透铁红耐300 ℃的高温, 是油墨中难得的颜料珍品。为提高钞票的印制质量, 往往在印钞油墨中加入纳米氧化铁颜料来保证钞票的色度和彩度等指标。 3 纳米氧化铁在着色剂中的应用 随着人们生活水平的提高, 人们越来越重视医药、化妆品、食品中使用的着色剂, 无毒着色剂成了人们关注的焦点。纳米氧化铁在严格控制砷和重金属含量的情况
硼氢化钠还原钯 《硼氢化钠还原氯钯酸制备纳米钯》何武强 实验部分: 1.1 仪器与试剂 三缩四乙二醇(A.R)，Acros Co.;氯化钯(A.R)，北京化学试剂公司;硼氢化钠(A.R)，天津市新纯化学试剂研究所;盐酸(A.R)，天津文达稀贵试剂化工厂;乙二醇(A.R)，北京益利精细化学品有限公司;PVP(MW40000)，Fluka Co.’红外灯;磁力搅拌器 79-1 型;紫外,可见光谱仪(Perkin Elmer Lambda 35 UV/VIS Spectromet-er);透射电子显微镜(T ecnai G220)’ 1.2 实验步骤 氯钯酸由氯化钯与盐酸反应后在红外灯下小心烤干得到’常温下，向一定浓度硼氢化钠的三缩四乙二醇溶液中滴加高浓度三缩四乙二醇的氯钯酸溶液，并在磁力搅拌器上快速搅拌’反应完毕后迅速加入一定量的PVP，溶液总体积为 10 mL，cH2PdCl4为 1.5 mmol/L’分别制备了 H2PdCl4+NaBH4=1+3， H2PdCl4+NaBH4=1+6，H2PdCl4+NaBH4=1+9 等不同条件下的样品，以备作TEM 和UV-vis 测试。 1.3 结论 本文在常温下用硼氢化钠还原钯氯酸的方法同样得到了小颗粒而分布均匀的钯金属的纳米颗粒，讨论了在这种方法下得到钯金属纳米颗粒的最佳条件为 H2PdCl4+NaBH4=1+6 ，为无保护剂钯金属的纳米颗粒的合成又开辟了一条新的路径。 《溶剂稳定的钯金属纳米颗粒的制备》何武强实验部分 1.1 试剂及仪器
氯化钯(A.R)、氢氧化钠(A.R)、盐酸(A.R)、乙二醇(A.R)、三缩四乙二醇(A.R)、PVP(MW40000)。红外灯、磁力搅拌器(79-1型)、透射电子显微镜(Tecnai G220)。 1.2 实验步骤 氯钯酸由氯化钯与盐酸反应后在红外灯下小心烤干得到。在室温条件下,向一定浓度氢氧化钠的三缩四乙二醇溶液中滴加高浓度三缩四乙二醇的氯钯酸溶液,同时在磁力搅拌器上搅拌,最后溶液的总体积为10mL,CH2PdCl4=3 mmol?L-1。溶液迅速地由棕红色变为透亮的黑色,立即加入一定量的PVP溶液即可。在60?恒温条件下,向一定浓度氢氧化钠的乙二醇溶液中滴加高浓度乙二醇的氯钯酸溶液,同时在磁力搅拌器上搅拌,最后溶液的总体积为10 mL,CH2PdCl4=3 mmol?L-1。溶液迅速地由棕红色变为透亮的黑色,立即加入一定量的PVP溶液即可。 1.3 结论 通过实验我们可以看到,三缩四乙二醇和乙二醇作溶剂均能够得到粒径小，分布均匀的钯金属的纳米颗粒，Pd与NaOH的比例为1?2,1?3,1?4,Pd与PVP的比例为1?0.5,1?1,1?2,1?5。Pd与碱 (NaOH)的比例的调配以及保护剂的用量方面的工作还在进一步的探索中。这些工作为今后贵金属纳米材料的工业化生产及催化反应的应 用提供了良好的实验基础。 《石墨烯负载高活性Pd催化剂对乙醇的电催化氧化》温祝亮等 实验部分 1.1 试剂和仪器 石墨粉(光谱纯)浓硫酸(分析纯) 高锰酸钾(分析纯) 30%过氧化氢(分析纯) 硼氢化钠(分析纯) Nafion溶液氯化钯5%(分析纯) 乙醇(分析纯) 水为去离子水所
水热法制备ZnO纳米棒 10092629 朱晓清 10092632 蒋桢 一、实验目的： 1、掌握水热合成方法。 2、掌握晶体分析方法。 二、实验原理： 压强是高压釜内填充度、温度的函数，提高压强会提高成核速率，有利于粉体的产生，粉体粒径较小。根据公式（1） P 1 V=nRT (1) P 2=P (2) P=P 1+P 2 =nRT/V+P (3) 式中：P 1 ——T温度时高压釜内空气的压强； P 2 ——T温度时高压釜内水的压强； P——T温度时高压釜内的总压强； P ——T温度时水的饱和蒸汽压； V——高压釜内气体体积。 可以看出在一定的水热温度下，压强的大小依赖于反应器中的原始溶剂的填充度。反应釜内的压强随填充度增大而升高。 ZnO纳米棒的形成过程可以分为两个阶段：第一阶段是成核阶段，第二阶段是生长阶段。具体的形成过程可以用下列反应式表示： Zn2++2OH-→Zn(OH) 2 (4) (CH 2) 6 N 4 +10H 2 O → 6HCHO + 4NH 3 ·H 2 O (5) NH 3·H 2 O ?NH4++OH- (6) Zn2++4NH 3→Zn(NH 3 ) 4 2+ (7) Zn(OH) 2→ZnO+H 2 O (8) Zn(OH) 42-→ZnO+ H 2 O+2OH- (9) 当将氢氧化钠滴入含有Zn2+的水溶液中，边滴入边搅拌，溶液变浑浊，这是由于有Zn(OH) 2 白色胶体生成(见反应式4)，同时六次甲基四胺水解产生的氨水
（见反应式5），作为螯合剂通过和Zn2+结合而形成胺化合物Zn(NH 3) 4 2+（见反应式 7），而溶液中生成的Zn(OH) 4 2-为这个过程提供了条件，在这种溶液环境下，一 部分的Zn(OH) 2 胶体分解成Zn2+和OH-，当Zn2+和OH-的浓度大到超过某个临界值时，就会有大量的ZnO 晶核形成，那么最终的晶体生长过程就开始了（见反应式8和9）。 方法一（首选） 三、实验仪器和试剂： 1、仪器：超声清洗机，烧杯，水热合成反应釜，鼓风干燥箱，XRD衍射仪，扫描电子显微镜，紫外可见分光光度计。 2、试剂：铜衬底，丙酮，无水乙醇（C 2H 5 OH，分析纯），去离子水，硫酸锌（ZnSO 4 ·7H 2 O， 分析纯），氢氧化钠（NaOH，分析纯），六次甲基四胺（又名HMTA，C 6H 12 N 4 ，分 析纯）。 四、实验步骤： 1、铜衬底的清洗 清洗的目的是为了去掉衬底表面的油渍、脏物和表面杂质等，使其表面光亮平滑，避免杂质及缺陷在纳米棒生长过程中对纳米棒的形貌产生影响。具体的清洗过程如下： (1)将大小约为1cm×1cm 的铜衬底放入盛有乙醇的烧杯中，在超声仪中超声 10 分钟。 (2)取出衬底片，放入丙酮中超声10 分钟。 (3)取出衬底片，放入乙醇中超声10 分钟。 (4)最后再用去离子水超声一次，并经流动的去离子水反复冲洗后，用洗耳球 小气流吹干。 2、在铜衬底上制备ZnO纳米棒步骤： 将0.0056 mol硫酸锌溶于35 mL 去离子水中配制成溶液，同时按Zn2 +与OH-摩尔比值1:8将0.056 mol氢氧化钠溶于35 mL去离子水中;在磁力搅拌条件下，将氢氧化钠溶液逐滴滴加到硫酸锌的溶液中; 持续搅拌10 min 后，将0.50 g六次甲基四胺加入到上述溶液中并持续磁力搅拌10 min; 然后将混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，将第一步中清洗的铜衬底垂直放置（如图1所示）。
氧化铁制备的方法 制备氧化铁的方法有很多，根据反应物料的状态分别有干法和湿法两种。干法又包括气相法和固相法两种，其中气相法包括热分解法、鲁式法、焙烧法等。其中湿法包括空气氧化法、水解法、沉淀法、溶胶?凝胶法等；此外，还有催化法、包核法、水热法等工艺改进方法。 2.1 干法 气相法通常以羰基铁(Fe(CO)5)或者二茂铁(FeCP2)等为原材料，采用气相沉积、低温等离子化学沉积法(PCVD)、火焰热分解或激光热分解等方法来制备。固相法是把金属盐或金属氧化物按照配方充分混合、研磨以后进行煅烧，固相反应结束后，直接产生纳米粒子或研磨方法得到纳米粒子。 2.1.1 热分解法 热分解法通常以羰基铁(Fe(CO)5)或二茂铁(FeCP2)等为原材料，利用火焰热分解、激光分解或气相分解等技术制备而成。蔺恩惠等采用激光气相反应法，光源采用红外激光脉冲CO2激光器、以(Fe(CO)2)/O2作为反应物质，利用爆炸式反应，同时能够得到晶形和无定形态的三氧化二铁超细粉；该方法具有反应时间较短，工艺简单，产率高，能耗低等优点。余高奇等利用Fe(NO3)3·9H2O在高温加热到一定的温度会分解的特性，利用配制成的Fe(NO3)3·9H2O 的盐液体，经过超临界干燥，直接可得到纳米级氧化铁粉。热分解法具有操作环境好，影响因素少，产品质量高，工艺流程简单，分散性好，粒子超细等特点。但是其技术难度较大，对设备的结构和材质要求较高，一次性投资耗费大。 2.1.2 焙烧法 传统的焙烧法通常指的是绿矾焙烧法，该方法是指硫酸亚铁经过高温煅烧得到氧化铁红。该方法因为产生的SO2和SO3等气体严重污染环境，只应用于小规模生产。此外，还有煅烧铁黄、煅烧铁黑法。孙本良等提出一种利用化工等行业产生废铁泥为原料得到氧化铁红的工艺，该工艺包括筛分、磁选、煅烧等几个过程，其炉尾废气中粉尘通过除尘器收集后一方面可以作为后续产品的原料，另一
氧化物载体负载纳米钯金属催化剂的制备方法 2016-11-02 13:52来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 纳米钯金属催化剂的制备方法 纳米贵金属催化剂正逐渐成为高效催化剂的典型代表和催化剂研宄的热点。然而由于纳米颗粒极大的比表面积，使其非常的不稳定，极易发生团聚失活。同时在催化反应中，由于各种复杂的反应状况，催化剂颗粒也会发生团聚失活并伴有不同程度的流失。这些问题严重限制了纳米催化剂的制备和应用，因此制备稳定的（反应过程中）纳米催化剂显得尤为重要。纳米颗粒负载在固体载体上是最常用的，也是最有效的制备稳定的催化剂。近来，人们的研宄主要集中与纳米颗粒固载在金属氧化物上。主要的金属有氧化硅，氧化铝，氧化钛，氧化锆等。纳米钯金属催化剂在催化氢化、氧化、C-X耦合反应等领域具有重要的应用前景。 Copelin在欧洲专利中EP0009802中公开了一种Pd/Si02催化剂 及蒽醌法制备双氧水的方法，在该过程中钯催化剂比较稳定，可能由于钯催化剂一般都是以钯氧化物的形式存在，有效防止了催化剂的失活。Semagina等将Pd纳米颗粒置于聚环氧乙烷和聚乙烯基吡啶的嵌段共聚胶束的核心中，然后将该共聚物负载在Al 2O3上。该催化剂对丁炔二醇的选择性还原有极高的活性，可以回收使用多次，可见催化剂被很好的保护在胶束中（N.Semagina，et al Appl.
Catal.A:Gen. 2005, 280, 141-147)。Das 等在 MCM-41 中固载了单一分散的 Pd 纳米颗粒，颗粒在常温下还原得到，但是却表现出优异的稳定性。催化剂在500°C烧结后，纳米颗粒由2. 8nm仅增加到3. 4nm。该催化剂用于Suzuki反应，ICP测试分析表明滤液中只有6ppb 的Pd (D. D. Das, et al, J. Catal.，2007, 246, 60-65. 33)。这些纳米钯催化剂的制备方法可以获得高活性的纳米金属催化剂，但大多过程复杂，不利于大规模生产。 纳米钯金属催化剂的技术方案：将功能助剂与载体进行接枝，助剂会与金属钯发生配位作用，从而有利于过渡金属颗粒的生成、分散与稳定。在功能助剂的帮 助下，加入的金属钯化合物可以很快被载体从金属钯化合物溶液中捕获，集中到载体表面。随后加入还原剂硼氢化钠、水合肼，或在高温下通入氢气均可以还原得到纳米金属钯颗粒。最后利用包埋剂将金属钯颗粒进行分隔包覆，这样有利于催化剂在反应过程中的稳定，防止金属钯颗粒在反应过程中聚集和流失。本方法的技术特征在于的载体功能化接枝，以及纳米金属催化剂的分隔包覆，其技术效果表现为功能助剂的接枝作用有利于纳米钯金属颗粒的形成和分散，包埋剂能够使钯纳米颗粒催化剂的使用过程当中，增强催化剂的稳定性，有利于催化剂的回收，以便于重复使用。此催化剂制备方法简单方便，且原料便宜易得，适合进行工业化生产。
水热法制备TiO2纳米材料 实验目的：采用水热法，制备了不同晶相的二氧化钛( 即锐钛矿相和金红石相) 。 实验原理：以无水TiCl4为原料制备出的纳米晶是锐钛矿相的, 而用钛酸四正丁酯制备的纳米晶是金红石相的。两者的晶相有所不同, 这是因为无水TiCl4 中加入水后水解剧烈, 已经直接生成了大量的锐钛矿相TiO2。而钛酸四正丁酯中加入水后, 水解速度较慢, 首先生成锐钛相TiO2, 而生成的锐钛矿相TiO2 颗粒较小, 故其反应的活性较大。在水热反应过程中, 如果保温时间足够长, 就有可能由锐钛矿相完全转变为金红石相。采用本方法制备出的金红石相的TiO2 纳米晶相的过程更简单、反应温度更低。 实验药品，器材 无水TiCl4、钛酸四正丁酯、HCl 溶液(12 mol/L) X 射线衍射（XRD）、透射电子显微镜( TEM) 高压反应釜、高速离心机、恒温干燥箱 实验过程：T iO 2 纳米颗粒的制备 (1)以无水TiCl4 为原料取容量为10 mL 的小量筒1 只, 将其放进干燥箱彻底干燥后(因为TiCl4 极易水解)取出, 量取2 mL 的无水TiCl4。把量筒内的无水TiCl4 倒入已经清洗干净、并且已经干燥过的高压反应釜的内衬中。用容量为20 mL的量筒量取20 mL 蒸馏水并快速倒入反应釜的内衬中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 ( 2) 以钛酸四正丁酯为原料 用量筒量取2 mL 的钛酸四正丁酯倒入反应釜的内衬后, 以体积比为1 ∶10 量取20 mL 蒸馏水, 将蒸馏水倒入内衬和钛酸四正丁酯混合后放入烘箱中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 数据记录 参考文献： 夏金德. 水热法制备二氧化钛纳米材料[J].安徽工业大学学报,2007 ,24（2）140- 141. 肖逸帆，柳松. 纳米二氧化钛的水热法制备及光催化研究进展[J].硅酸盐通报,2007, 26(3)523-527
课题名称MITobj004 姓名 院系 专业班级 指导教师 2009 年10 月01 日
摘要纳米氧化铁的制备方法有沉淀法、固液气相法、水热法、凝胶—溶胶法、共混包埋法、单体聚合法等.。本文通过分析比较各种纳米氧化铁的制备方法, 水热法由于操作简单、粒子可控等优点广泛应用于自分散氧化物的制备研究中。 关键词水热法，沉淀法，固液气相法，比较 前言 定，催化活性高，具有良好的耐光性、耐候性和对紫外线的屏蔽性，在精细陶瓷、塑料制品、涂料、催化剂、磁性材料以及医学和生物工程等方面有着广泛的应用价值和前景，因此研究纳米氧化铁有着很重要的意义。由于纳米氧化铁具有如此多的优点及其广泛的应用前景，近年来国内外研究者对其制备和应用投入了大量的研究工作。本文综述了纳米氧化铁制备方法的一些研究进展，分析了当前急需解决的问题，并对今后发展做了展望。重点介绍了水热法制备纳米氧化铁材料，以及在铁离子浓度、PH值、水解时间分别不同的情况下的水解程度。【1】 文献综述 国内外研究现状： 我国纳米材料和纳米结构的研究已有10年的工作基础和工作积累，在“八五”研究工作的基础上初步形成了几个纳米材料研究基地，科院上海硅酸盐研究所、南京大学、科院固体物理所、科院金属所、物理所、国科技大学、清华大学和科院化学所等已形成我国纳米材料和纳米结构基础研究的重要单位。无论从研究对象的前瞻性、基础性，还是成果的学术水平和适用性来分析，都为我国纳米材料研究在国际上争得一席之地，促进我国纳米材料研究的发展，培养高水平的纳米材料研究人才做出了贡献。在纳米材料基础研究和应用研究的衔接，加快成果转化也发挥了重要的作用。目前和今后一个时期内这些单位仍然是我国纳米材料和纳米结构研究的坚力量。【2】 近年来美国纳米技术研究与产品开发发展迅速。如医学领域的纳米医药机器人、纳米定向药物载体、纳米在基因工程蛋白质合成中的应用，微电子及信息技术领域的导电聚合物在信息技术的应用、纳米电子元器件FET二极管、用于感应器的电子序列、纳米传感器，化工领域的利用纳米材料提高催化剂的效能等，都取得了很大进展。 日本科学家在2003年12月发现，当温度降到极端低时，非常接近于一维金属的碳纳米管的电阻急剧增大，变成绝缘体，与普通金属的导电性截然相反。从
纳米钯催化剂的催化应用 摘要：介绍了纳米钯催化剂以及钯金属在工业生产中起着不可或缺的作用，详细说明了纳米钯催化剂对Heck 反应的影响以及纳米钯催化剂的电催化氧化还有纳米钯催化的Suzuki 偶联反应，简要说明了纳米钯催化芳卤羰化反应等。展望了纳米钯催化剂在工业生产中存在的一些问题并提出相关建议。 关键词：钯，催化剂，纳米，催化应用 1：前言 催化是现代社会生产生活的基础之一，大到化石能源的开发利用，小到食品工业的加氢重整，催化已经影响了人类生活的方方面面。催化的重要性毋庸赘言，因此科学工作者对催化过程的研究以及对催化本质的探求从未停歇。早在19世纪，催化反应的吸附理论和中间体等概念就已提出。 20世纪中叶，真空技术的发展拉开了现代表面化学的序幕，科学家成功地给出了在真空条件下化学反应如何在催化剂表面发生的细节。近半个世纪以来，纳米科技的高速发展对异相催化的研究产生了诸多积极影响，“纳米催化”或“纳米催化剂”等新名词得到了科学界的广泛关注。 应当指出，纳米催化并非有别于传统催化的新兴领域，因为大多数传统工业催化剂的尺寸本身就是纳米级的，正如人们所说，“催化天生是纳米的”。但不可否认，正是在纳米材料合成技术日臻成熟以及表征手段不断丰富的基础上，科学家才逐渐认识到催化剂活性、选择性、稳定性与催化剂的尺寸、形貌、组成、元素空间分布等因素的关系，为我们从分子水平上认识催化剂的构效关系提供了可能，同时也为催化剂的设计奠定了基础。因此，纳米催化作为一门古老又年轻的学科，具有重要的科学研究价值和工业应用前景。 VIII族元素钯位于元素周期表第四周期，价层电子构型为4d105s0。钯纳米催化剂广泛用于石油化工、汽车尾气处理、燃料电池等领域。钯在地壳中含量稀少，因此价格昂贵，我国的钯、铂金属资源更加稀缺，主要分布在云南、甘肃两省。如何提高贵金属钯、铂催化剂的活性、选择性以及稳定性对于我国稀有资源的高效利用和国民经济的发展具有重要的意义。 纳米尺度的钯主要用于汽车尾气处理，消耗量约占全球开采总量的一半。汽车尾气所含的污染物包括一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物等，这些气体可引发酸雨、破坏臭氧层以及造成烟雾。尾气排出前会通过触媒转换器，经由Pt-Rh-Pd 组成的三元催化剂，转化为对环境低害的二氧化碳、氮气、水蒸气，转化率高达90%。钯纳米催化剂在石油炼制工业中也有重要应用。在原油精制过程中钯催化剂用于石油的加氢裂化过程。 纳米材料和纳米技术在石油和化学工业中有广泛的应用前景,特别是在催化领域具有巨大的潜力,而在我国目前对纳米技术的研究开发还仅仅开始纳米材料用作催化剂或催化剂载体,既具有高活性,高选择性,又有简单的制备工艺,不污染环境,可大量节省贵金属用量,降低生产成本,提高生产效益,可获取显著的收益。建议政府和企业家们给以财力、物力的支持和合作,尽快克服制约因素,使其实现产业化和市场化,使传统的化学工业重新焕发青春。 2：研究现状 2.1纳米钯催化剂对Heck 反应的影响
葡萄糖水热法制备纳米碳球 广州华南农业大学理学院09材化（2）班林勋，200930750211 引言 炭微球材料由于其具有高密度、高强度、高比表面积以及在锂离子电池方面的应用前景，已经引起许多研究人员的兴趣。碳微球的形状和大小显著影响着其电学性能。 葡萄糖在水热条件下会发生许多化学反应，实验结果表明：炭微球的增长似乎符合LaMer 模型（见图1），当0.5 mol·L-1 的葡萄糖溶液在低于140 C 或反应时间小于1h 时不会形成炭球，在此条件下反应后溶液呈橙色或红色并且粘度增强，表明有芳香族化合物和低聚糖形成，这是反应的聚合步骤。当反应条件为0.5 mol·L-1、160℃、3h 时开始出现成核现象，这个碳化步骤可能是由于低聚糖之间分子间脱水而引起的交联反应，或者在先前步骤中有其它大分子的形成，然后形成的核在溶液中各向同性生长所致。从现有的研究结果表明，制备过程中的反应条件如葡萄糖的起始浓度、反应温度和反应时间直接影响炭球的粒径分布，其中反应时间对颗粒粒径影响很大，随着反应时间的延长，这些纳米炭球粒径从150nm（最初核的大小，实验所得到的最小的尺寸）生长到1500 nm。 由葡萄糖水热法制备纳米炭球具有绿色环保无污染的特点，实验过程中没有引入任何引发剂以及有毒溶剂，制备得到的炭球粒径均匀，大小可控，同时表面含有大量活性官能团，具有优良的亲水性和表面反应活性，可应用于生物化学、生物诊断以及药物传输领域，也可以作为制备核壳结构材料或者多孔材料的模板等等，具有令人欣喜的应用前景。 图1 水热法形成炭球的结构变化示意图 1 实验部分 1.1 实验仪器与试剂
葡萄糖，去离子水，95%乙醇，50mL 高压反应釜，鼓风干燥箱，电子天平，抽滤装置（有机滤膜），滤纸，玻璃棒 1.2 纳米碳球的制备 纳米碳球的制备参见文献[1]。用电子天平称取 6g 葡萄糖放入50mL 反应釜内衬（图2）中，用移液管准确移取35mL 去离子水（葡萄糖溶液的浓度为0.952 mol·L -1 ）加入到上述反应釜中，用玻璃棒搅拌溶液，使葡萄糖全部溶解，然后装入反应釜中，用扳手拧紧反应釜，放入烘箱中。设定反应条件为：温度 180?C ，反应时间 4~12 h 。待反应结束后，降至室温，取出反应釜，将釜内黑褐色溶液抽滤（用40 um 有机滤膜），并及时清洗反应釜内衬，抽滤时用去离子水和 95% 乙醇清洗至滤液为无色。将样品用滤纸包好放入干燥箱中70℃干燥 4h 。收集样品，称重并计算产率。 图2 反应釜实物与结构示意图 1.3 纳米碳球的表征 1.3.1 X-射线衍射分析 测定所制备碳球的晶型以判断该碳球所属的类型（如普通碳还是石墨型碳） 1.3.2 红外光谱分析 测定碳球的活性官能团，表征不同制备条件下得到的碳球活性官能团变化 2 结果与讨论 2.1 实验数据 实验最终制备得到的纳米碳球的质量为 0.1255 g ，根据下列化学方程式 C 6H 12O 6 6C+6H 2O 可得产率23%.5100%4 .21255.0100%理论产率实际产率ω=?=?=
超细单晶钯纳米线的制备 2016-07-16 10:34来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 超细单晶钯纳米线SEM 贵金属钯纳米材料在很多反应中都被视为不可或缺的催化剂，特别是一维钯纳米线在电催化领域的析氢反应、氧还原反应、甲酸氧化反应等均具有优异的表现。其中，根据Christopher Koenigsmann 等(J.Phys.Chem.Lett.2012,3,3385-3398) 研究表明，一维钯纳米线具有独特的各向异性特征，使其在电氧化过程具中有比零维钯纳米颗粒更优越的催化性能和耐久度。与此同时，他们还进一步指出，部分电催化反应的活性随着纳米线直径的减少而增强。然而，与制备Pt、Au 等贵金属纳米线相比，制备超细单晶的Pd 纳米线，特别是在半径尺寸、形貌控制方面仍具有一定挑战，所以发明一种简单易行的方法来制备形貌可控的超细单晶钯纳米线是具有极大挑战性和实际应用价值的工作。 一种超细单晶钯纳米线，它是一种钯金属直径5nm、长度约3 微米的一维钯纳米线单晶材料。上述超细单晶钯纳米线的制备方法主要是通过中空结构的胰岛素纤维作生物模板，与PdCl2金属前驱体液及NaI 溶液混合均匀，装入聚四氟乙烯内衬的水热釜中，在温度为150 ～ 250℃情况下加热1 ～ 5h，再将加热后的混合溶液经过8000 ～12000r/min 的离心处理10 分钟，并用乙醇进行清洗，去除模板蛋白，得到超细单晶钯纳米线。本方法直接采用自然界存在的生物模板做为贵金属钯的生长载体，且纤维自带的活性基团在水热条件下对Pd 具有一定的还原作用，其方法简单、节省材料、重复性高，更容易实现大规模生产。
氧化钯纳米颗粒助光催化剂产生记忆效应 2016-09-14 13:06来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 氧化钯纳米颗粒助光催化剂产生记忆效应光催化过程通过产生具有很高反应活性的氢氧自由基活性基团，能够氧化水中的有机污染物、杀灭有害微生物、分解各种可能存在的消毒副产品前驱体，有可能成为替代氯处理的一种新型水处理消毒方法。二氧化钛具有高的化学稳定性、良好的光催化活性、相对低廉的价格以及对人体无毒等特点，所以在众多半导体光催化材料中被认为是目前唯一适应于大规模工业应用的材料。但是，二氧化钛具有相对较大的禁带宽度（常用的锐钛矿二氧化钛禁带宽度3.2电子伏特），因此其光催化活性需要紫外光（波长小于400纳米）的激发，严重限制了它对于太阳光能的利用效率。近年来，非金属掺杂二氧化钛的研究引起了研究人员的广泛注意，成为光催化领域的新兴研究方向。它可以由可见光激发，使光催化过程能够不再必须依赖于紫外光源，能够提高太阳光照的吸收效率，降低使用成本。但是，由于非金属掺杂本身会带来严重的电子－空穴对复合问题，从而不能在其表面有效生成具有很高反应活性的自由基活性基团，所以在可见光照射下的光催化效率往往比较低。现有非金属掺杂二氧化钛体系还存在的一个主要问题是一旦失去光照，其光催化能力将迅速丧失。因此，难以仅利用太阳光能保持对水体产生持续的消毒作用，无法解决有害微生物在失去光照之后可能的重新出现。 因此，在材料体系上进行改进，减少在现有非金属掺杂二氧化钛体系中的电子－空穴对复合问题，可以大大提高其光催化消毒效率。如果这种材料能够通过一种“记忆”效应储存其在光照条件下的部分反应活性，在光照熄灭之后仍能在一定时间范围内保持这种杀菌能力，那么将大大
水热法制备纳米氧化铁材料 摘要：水热水解法制备纳米氧化铁材料，是通过控制一定的温度和酸碱度，使一定浓度的金属铁的水解，生成氧化铁。条件适当可以得到颗粒均匀的多晶态溶胶，其颗粒尺寸在纳米级，对提高气敏材料的灵敏度和稳定性有利。 关键字：水热水解法纳米材料氧化铁制备影响因素 水解反应是中和反应的逆反应，是一个吸热反应。水热法【1】又称为热液法, 是指在特制的密闭反应器(高压釜)中, 采用水溶液作为反应体系, 通过对反应体系加热, 产生一个高温高压的环境, 加速离子反应和促进水解反应, 在水溶液或蒸气流体中制备氧化物, 再经过分离和热处理得到氧化物纳米粒子, 可使一些在常温常压下反应速率很慢的热力学反应在水热条件下实现反应快速化。 纳米材料【2】是指晶粒和晶界等显微结构能够达到纳米级尺度水平的材料，是材料科学的一个重要发展方向。纳米材料由于粒径较小，比表面很大，表面原子数会超过体原子数。因此纳米材料常表现出与本体材料不同的性质，在保持原有物质化学性质的基础上，呈现出热力学上的不稳定性。纳米材料在发光材料、生物材料方面也有重要的应用。 纳米氧化铁是一种多功能材料，在催化、磁介质、医药等方面具有广泛的应用。纳米氧化铁还被广泛应用到生产生活中，被用作颜料和涂料、装饰材料、油墨材料、磁性材料和磁记录材料、
敏感材料等。 实验仪器和试剂 仪器：台式烘箱，721或722型分光光度计，医用高速离心机或800型离心沉淀器，酸度计，多用滴管，20mL具塞锥形瓶，50mL容量瓶，离心试管，5mL吸量器。 试剂：1.0mol/LFeCl3溶液，1.0mol/L盐酸，1.0mol/LEDTA 溶液，1.0mol/L(NH4)2SO4溶液。 实验步骤 1.实验中的玻璃仪器均需严格清洗，先用铬酸洗液洗，再用离子水冲洗干净，然后烘干备用。 2.根据文献及实验时间，本实验选定水解温度为105摄氏度，有兴趣的同学可用95摄氏度，80摄氏度对照。 3.水解时间的影响，需读取6次，绘制A-t图。 4.水解液pH的影响，改变水解液的浓度，分别为1.0,1.5,2.0,2.5,3.0；用分光光度计观察水解pH的影响，绘制pH-t 图。 5.水解液中的三家铁离子浓度的影响，绘制A-t图。 6.沉淀的分解，取上述水解液一份，迅速用冷水冷却，分为二分，一份用高速离心机离心分离，一份加入硫酸铵使溶胶沉淀后用普通离心机离心分离。沉淀用去离子水洗至··无氯离子为止。 7.产品鉴定。
水热法制备ZnO纳米棒 xxxx 一、实验目的： 1、掌握水热合成方法。 2、掌握晶体分析方法。 二、实验原理： 压强是高压釜内填充度、温度的函数，提高压强会提高成核速率，有利于粉体的产生，粉体粒径较小。根据公式 （1）P1V=nRT (1)P2=P0(2) P=P 1+P 2=nRT/V+P0(3) 式中：P1——T温度时高压釜内空气的压强； P 2——T温度时高压xx的压强； P——T温度时高压釜内的总压强； P 0——T温度时水的饱和蒸汽压； V——高压xx气体体积。 可以看出在一定的水热温度下，压强的大小依赖于反应器中的原始溶剂的填充度。反应釜内的压强随填充度增大而升高。
ZnO纳米棒的形成过程可以分为两个阶段： 第一阶段是成核阶段，第二阶段是生长阶段。具体的形成过程可以用下列反应式表示： Zn2++2OH-→Zn(OH)2(4)(CH 2) 6N 4+10H 2O →6HCHO + 4NH 3·H 2O (5) NH 3·H 2O ?NH4++OH- (6) Zn2++4NH 3→Zn(NH 3) 42+ (7)Zn(OH) 2→ZnO+H 2O (8)Zn(OH) 42-→ZnO+ H
2O+2OH- (9)当将氢氧化钠滴入含有Zn2+的水溶液中，边滴入边搅拌，溶液变浑浊，这是由于有Zn(OH) 2白色胶体生成(见反应式4)，同时六次甲基四胺水解产生的氨水（见反应式5），作为螯合剂通过和Zn2+结合而形成胺化合物Zn(NH 3) 42+（见反应式7），而溶液中生成的Zn(OH) 42-为这个过程提供了条件，在这种溶液环境下，一部分的Zn(OH) 2胶体分解成Zn2+和OH-，当Zn2+和OH-的浓度大到超过某个临界值时，就会有大量的ZnO 晶核形成，那么最终的晶体生长过程就开始了（见反应式8和9）。 方法一（首选） 三、实验仪器和试剂： 1、仪器： 超声清洗机，烧杯，水热合成反应釜，鼓风干燥箱，XRD衍射仪，扫描电子显微镜，紫外可见分光光度计。 2、试剂： 铜衬底，丙酮，无水乙醇（C 2H 5OH，分析纯），去离子水，硫酸锌（ZnSO 4·7H 2O，分析纯），氢氧化钠（NaOH，分析纯），六次甲基四胺（又名HMTA，C
Vol.31 高等学校化学学报No.42010年4月CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 672 678 基于钯纳米颗粒修饰直立碳纳米管电极的 电化学葡萄糖生物传感器 徐颖1，赵琨2，张小燕1，何品刚1，方禹之 1（1.华东师范大学化学系，上海200062；2.沈阳药科大学药学院，沈阳110016） 摘要将电化学氧化生成的Pd （Ⅳ）离子配合到直立碳纳米管（ACNTs ）上，使其还原为纳米颗粒（Pb nps ）， 从而制得Pd nps- ACNTs 纳米复合物电极，经过葡萄糖氧化酶（GOD ）进一步修饰后，制成GOD /Pds nps /ACNTs 酶电极，通过测量GOD 和葡萄糖酶促反应中产生的H 2O 2含量，进而监测葡萄糖浓度.实验结果表明，电极表面大量Pd 纳米颗粒的存在显著提高了传感器的检测灵敏度，使酶电极具有响应时间短（<5s ）及检测电位低（<0.4V ）等优点. 关键词葡萄糖传感器；酶电极；直立碳纳米管；钯纳米颗粒 中图分类号 O657.1文献标识码A 文章编号0251-0790（2010）04-0672-07收稿日期：2009- 10-13.基金项目：国家自然科学基金（批准号：20675031）和上海市教育发展基金会晨光计划（批准号：2008CG30）资助. 联系人简介：何品刚，男，博士，教授，博士生导师，主要从事生物传感器、纳米材料制备与应用及毛细管电泳电化学检测研究. E-mail ：pghe@https://www.doczj.com/doc/509152260.html, 糖尿病是一种常见的代谢内分泌疾病，是由遗传和环境因素相互作用引起的临床综合症.随着人类生活水平的日益提高，糖尿病的发病率逐年增加.鉴于糖尿病对人类健康存在的巨大威胁，因此对 体内葡萄糖浓度进行迅速而准确的测定意义重大.自Updike 和Hicks ［1］于1967年研制出第一支葡萄 糖氧化酶电极以来，葡萄糖生物传感器得到了广泛的研究和应用.迄今为止，共有3代酶传感器用于葡萄糖检测，其中最常用的方法是直接对葡萄糖或对葡萄糖氧化酶（GOD ）与葡萄糖反应过程中产生的副产物过氧化氢（H 2O 2）进行电化学测量［2，3］. 电极材料对于电化学生物传感器的性能表现至关重要，它是传感器中生物分子的支撑材料，同时也是传感器的信号换能器.最近，许多性能优良的纳米材料被应用于电极构建，例如金、铜、钯、铂、铑和钌等金属纳米颗粒，因其具备特殊的物理化学性质，已被用于GOD 和葡萄糖的反应以及葡萄糖的直接电化学氧化检测［4 9］.碳纳米管是新一代的电极材料，有着优良的机械强度、大的表面积、较强 的导电性和化学稳定性，因此，它也被应用于构建葡萄糖生物传感器 ［10，11］.特别是最近出现的直立碳纳米管或碳纳米管阵列（ACNTs ）不仅拥有高度一致的空间取向，而且具备优良的电子传递能力和可监测的电化学反应过程，被应用于生物传感器技术中 ［12 17］.最近，本研究小组［18，19］利用ACNTs 材料制备成ACNTs 电极，应用于葡萄糖检测.钯是常用的高效化学反应催化剂，具有耐酸和高度化学稳定性，极易与配体反应，生成稳定的钯配合物［20，21］.本文介绍了一种简单高效的将钯金属纳米粒子（Pd nps ）电沉积到ACNTs 电极表面的电化学3步法，制备出性能良好的Pd nps /ACNTs 电极.在电极制备过程中，ACNTs 作为电极基底为Pd 纳米粒子的电化学沉积提供了大的电活性比表面积.由此制备的双纳米材料电极对H 2O 2表现出很高的催化效率，实验中通过对电极的进一步修饰，在其表面固定上GOD 和Nafion 膜制得GOD /Pd nps /ACNTs 电极作为葡萄糖生物传感器.结果表明，在GOD /Pd nps /ACNTs 电极表面的Pd 纳米颗粒显著提高了葡萄糖氧化过程中H 2O 2的响应电流信号，同时也增强了GOD 的氧化还原中心与葡萄糖之间的电子传递，有效地提高了传感器的灵敏度.此外，Nafion 膜的存在可有效防止干扰物质接触电极，从而保持了电极表面的酶活性，提高了传感器的选择性和稳定性.
纳米氧化铁的制备及其应用 高令博化工与环境生命学部制药工程大连理工大学大连116023 摘要：纳米氧化铁是一种多功能材料。本文综述了纳米氧化铁的各种制备方法，对各种制备方法优缺点进行了分析和比较，详述了纳米氧化铁在磁性材料、透明颜料、生物医学、催化剂等方面的应用，并对其发展前景进行了展望。 关键词：氧化铁；纳米；制备；应用 引言 纳米材料和纳米结构是当今新材料领域中最富活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的组成部分。近几年来，世界各国对金属氧化物纳米粒子进行了广泛研究，并取得了显著成效，其中纳米氧化铁由于具有广阔的应用前景而备受关注。 1 纳米氧化铁的制备 纳米氧化铁的制备方法可分为湿法和干法。湿法主要包括水热法、强迫水解法、凝胶—溶胶法、胶体化学法、微乳液法和化学沉淀法等。干法主要包括：火焰热分解、气相沉积、低温等离子化学气相沉积法（PCVD）、固相法和激光热分解法等。 1.1 湿法 1.1.1 水热法 水热合成法是指在密闭体系中, 以水为溶剂,在一定温度和水的自生压强下, 使原始混合物进行反应的一种合成方法。1982年，用水热反应制备超微粉引起了国内外的重视。由于反应在高温高压的水溶液中进行，故为一定形式的前驱物溶解—再结晶形成的良好微晶材料提供了适宜的物理化学条件[1-2]。康晓红等[3]采用载铁有机相与水相为反应物，于高压釜内进行水热反萃反应，经后处理后获得的氧化铁粉组成均一、粒度小、结晶完好。景志红等[4]也制备出了菱形、纺锤形和球形等不同形貌的氧化铁纳米颗粒。 水热法制备的粒子纯度高、分散性好、晶型好且大小可控[5].反应在压热釜中进行，设备投资较大，操作费用较高[6]。
《硼氢化钠还原氯钯酸制备纳米钯》何武强 实验部分： 1.1 仪器与试剂 三缩四乙二醇（A.R），Acros Co.；氯化钯（A.R），北京化学试剂公司；硼氢化钠（A.R），天津市新纯化学试剂研究所；盐酸（A.R），天津文达稀贵试剂化工厂；乙二醇（A.R），北京益利精细化学品有限公司；PVP（MW40000），Fluka Co.’红外灯；磁力搅拌器79-1 型；紫外－可见光谱仪（Perkin Elmer Lambda 35 UV/VIS Spectromet-er）；透射电子显微镜（Tecnai G220）’ 1.2 实验步骤 氯钯酸由氯化钯与盐酸反应后在红外灯下小心烤干得到’常温下，向一定浓度硼氢化钠的三缩四乙二醇溶液中滴加高浓度三缩四乙二醇的氯钯酸溶液，并在磁力搅拌器上快速搅拌’反应完毕后迅速加入一定量的PVP，溶液总体积为10 mL，cH2PdCl4为1.5 mmol/L’分别制备了H2PdCl4+NaBH4=1+3，H2PdCl4+NaBH4=1+6，H2PdCl4+NaBH4=1+9 等不同条件下的样品，以备作TEM 和UV-vis 测试。 1.3 结论 本文在常温下用硼氢化钠还原钯氯酸的方法同样得到了小颗粒而分布均匀的钯金属的纳米颗粒，讨论了在这种方法下得到钯金属纳米颗粒的最佳条件为H2PdCl4+NaBH4=1+6 ，为无保护剂钯金属的纳米颗粒的合成又开辟了一条新的路径。
《溶剂稳定的钯金属纳米颗粒的制备》何武强 实验部分 1.1试剂及仪器 氯化钯(A.R)、氢氧化钠(A.R)、盐酸(A.R)、乙二醇(A.R)、三缩四乙二醇(A.R)、PVP(MW40000)。红外灯、磁力搅拌器(79-1型)、透射电子显微镜(Tecnai G220)。 1.2实验步骤 氯钯酸由氯化钯与盐酸反应后在红外灯下小心烤干得到。在室温条件下,向一定浓度氢氧化钠的三缩四乙二醇溶液中滴加高浓度三缩四乙二醇的氯钯酸溶液,同时在磁力搅拌器上搅拌,最后溶液的总体积为10mL,CH2PdCl4=3 mmol·L-1。溶液迅速地由棕红色变为透亮的黑色,立即加入一定量的PVP溶液即可。在60℃恒温条件下,向一定浓度氢氧化钠的乙二醇溶液中滴加高浓度乙二醇的氯钯酸溶液,同时在磁力搅拌器上搅拌,最后溶液的总体积为10 mL,CH2PdCl4=3 mmol·L-1。溶液迅速地由棕红色变为透亮的黑色,立即加入一定量的PVP溶液即可。 1.3 结论 通过实验我们可以看到,三缩四乙二醇和乙二醇作溶剂均能够得到粒径小，分布均匀的钯金属的纳米颗粒，Pd与NaOH的比例为1∶2,1∶3,1∶4,Pd与PVP的比例为1∶0.5,1∶1,1∶2,1∶5。Pd与碱(NaOH)的比例的调配以及保护剂的用量方面的工作还在进一步的探索中。这些工作为今后贵金属纳米材料的工业化生产及催化反应的应