层状材料及催化

层状光催化材料是一类具有特殊结构的材料，其在光催化反应中表现出优异的性能。

本文将对层状光催化材料的定义、特点、制备方法以及应用领域进行详细介绍。

一、定义层状光催化材料是指其结构中存在着层状片状的晶体结构的材料。

这种结构使得材料具有较大的比表面积和丰富的活性位点，从而提高了光催化反应的效率和选择性。

二、特点1. 大比表面积：层状结构使得材料具有较大的比表面积，增加了光催化反应的反应物与催化剂接触的机会，加速了反应速率。

2. 丰富的活性位点：层状结构中存在着大量的活性位点，这些位点能够吸附并活化反应物，提高反应的效果。

3. 光吸收能力强：层状光催化材料通常具有较宽的光吸收范围，能够吸收更多的可见光和紫外光，从而提高光催化反应的效率。

三、制备方法层状光催化材料的制备方法多种多样，常见的包括溶剂热法、水热法、共沉淀法等。

以下是其中几种常用的制备方法：1. 溶剂热法：将适量的金属离子和有机前体溶解在有机溶剂中，在高温下反应，形成层状结构的材料。

这种方法可以控制材料的形貌和尺寸。

2. 水热法：将适量的金属盐和有机前体溶解在水中，在高温高压条件下反应，生成层状结构的材料。

这种方法简单易行，适用于大规模合成。

3. 共沉淀法：将适量的金属离子与沉淀剂混合，在适当的条件下共沉淀形成层状结构的材料。

这种方法操作简单，适用范围广。

四、应用领域层状光催化材料具有广泛的应用领域，主要包括环境污染治理、能源转换和催化合成等方面。

1. 环境污染治理：层状光催化材料可以用于光催化降解有机污染物，如水中的有机染料、废气中的有机物等。

通过吸收光能并产生活性氧物种，层状光催化材料能够高效地分解有机污染物，达到净化环境的目的。

2. 能源转换：层状光催化材料在太阳能电池、水分解制氢等能源转换领域有着广泛的应用。

利用层状结构具有较强的光吸收能力和光电转换性能，可以实现光能到电能或化学能的转换。

3. 催化合成：层状光催化材料还可用于有机合成反应中的催化作用，如光催化氧化反应、光催化还原反应等。

固体酸碱催化剂及其催化作用全解固体酸碱催化剂是一类广泛应用于化学反应中的物质。

它们以固态形式存在，并具备酸性或碱性性质，能够与反应底物发生相互作用，从而促进化学反应的进行。

固体酸碱催化剂具有许多优点，如高活性、稳定性好、易于回收利用等，因此在催化化学领域中占有重要地位。

固体酸催化剂主要包括金属氧化物、沸石、层状材料以及离子交换树脂等几种类型。

金属氧化物催化剂中，氧化铋、二氧化硅、二氧化钛等都是常见的固体酸催化剂。

它们具有高酸性、高稳定性和可控性，常用于酯化、酸酐酯化、醇酸缩合等反应中。

沸石是一类由硅氧四面体和金属氧四面体交替组成的晶体结构，具有反应局部的高酸性和较大的孔径，常用于醇醚化、碳氢化合物裂解等反应中。

固体碱催化剂主要包括氧化铝和硅铝酸盐（分子筛）。

氧化铝是一种强碱，具有高度的活性和选择性，常用于醇转酯反应、酯加成反应、酸酐加成反应等。

而硅铝酸盐是一类具有指定孔道结构的化合物，其酸性主要来自于酸位和酟位，常用于烷基化反应、异构化反应等。

酸催化作用主要是通过提供质子（H+）来促进反应的进行。

在酸催化中，催化剂与底物之间发生相互作用，质子转移后生成活化的中间体，从而降低了反应的能垒，加速了反应速率。

例如，在酯化反应中，固体酸催化剂能够降低羰基碳上的催化中间体的电性，促进从碳上的羟基到羰基的质子转移，加速生成酯。

碱催化作用主要是通过接受质子来促进反应的进行。

在碱催化中，催化剂与底物发生相互作用，接受质子生成活化的中间体，从而降低了反应的能垒，加速了反应速率。

例如，在醇转酯反应中，固体碱催化剂能够提供氧化铝或硅铝酸盐表面上的OH-离子，将醇分子上的质子去除，加速生成酯。

总结起来，固体酸碱催化剂通过引入酸性或碱性位点，提供质子或接受质子来促进化学反应的进行。

这种催化作用可以加速反应速率、提高产率和选择性，因此在有机合成、石化加工和环境保护等方面具有广泛应用前景。

Material Sciences 材料科学, 2021, 11(4), 453-461Published Online April 2021 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2021.114053二元层状钴掺杂锰氧化物的制备及电催化性能研究龙霞中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙收稿日期：2021年3月26日；录用日期：2021年4月21日；发布日期：2021年4月28日摘要锰在地球上的储量丰富、毒性低，且其层状结构具有强可调性，具备巨大的应用潜力。

然而不恰当的电子结构和较低的导带水平阻碍了其在电催化水裂解中的应用，缺陷工程是提高MnO2电子电导率和电化学性能的重要策略。

本文以层状二氧化锰为基体，通过固相烧结掺杂不同比例钴元素制备了一系列二元锰钴氧化物，作为非贵金属OER催化剂。

其中Na-Mn0.5Co0.5O2二元层状锰钴氧化物材料在10 mA∙cm−2处表现出最佳性能，过电势降低至380 mV，Tafel斜率低至55 mV∙dec−1，优于锰钴单金属氧化物催化剂以及其他二元层状锰钴氧化物。

外源元素掺杂提高了本征电子电导率，增加氧化还原活性中心浓度，加速离子扩散和电荷存储转移，从而达到降低过电位的目的。

关键词二元锰钴氧化物层状材料，纳米片，电催化，OERPreparation and ElectrocatalyticPerformance of Binary LayeredCobalt-Doped ManganeseOxideXia LongSchool of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha HunanReceived: Mar. 26th, 2021; accepted: Apr. 21st, 2021; published: Apr. 28th, 2021龙霞Abstract Manganese is abundant on the earth, because of its low toxicity and strong adjustable layer struc-ture; it has huge application potential. However, improper electronic structure and low conduc-tion band level hinder its application in electrocatalytic water splitting. Defect engineering is an important strategy to improve the electronic conductivity and electrochemical performance of MnO 2. In this paper, a series of binary manganese cobalt oxides were prepared by solid-phase sin-tering doped with different proportion of cobalt on layered manganese dioxide as non-noble metal OER catalyst. The Na-Mn 0.5Co 0.5O 2 binary layered manganese cobalt oxide material shows the best performance at 10 mA ∙cm −2, with overpotential reduced to 380 mV and Tafel slope as low as 55 mV ∙dec −1, which is better than the single metal oxide catalyst and other binary layered oxides. Ex-ogenous element doping improves the intrinsic electronic conductivity, increases the concentra-tion of redox active centers, accelerates ion diffusion and charge transfer, and thus achieves low overpotential. KeywordsBinary Manganese Cobalt Oxide Layered Material, Nanosheet, Electrocatalysis, OERCopyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言随着石油危机的爆发，能源问题引起了广泛关注。

水滑石类阴离子型层状材料在催化中的应用编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（水滑石类阴离子型层状材料在催化中的应用）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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水滑石类阴离子型层状材料在催化中的应用摘要：水滑石类阴离子型层状材料，又称层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides，简写为LDHs),是由层间阴离子与带正电荷层板有序组装而形成的化合物，近些年来在催化领域得到了广泛的关注。

本文综述了有关LDHs 材料的结构、性质及其在多相催化领域应用的最新进展。

关键词：水滑石类阴离子型层状材料；结构；性质;催化1 引言阴离子型层状材料以水滑石类化合物为主(Layered Double Hydroxides，LDHs)。

水滑石类化合物包括水滑石（Hydrotalcite)和类水滑石（Hydrotalcite—like compound )，其主体一般由两种金属的氢氧化物构成,因此又称为层状双经基复合金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide，简写为LDH)。

LDH的插层化合物称为插层水滑石。

水滑石、类水滑石和插层水滑石统称为水滑石类插层材料（LDHs).LDHs是由带正电荷主体层板与层间阴离子客体有序组装而形成的化合物。

LDHs 的主体层板金属、主体层板电荷密度及其分布、层间客体种类及数量、层内空间尺寸、主客体相互作用等均具有可调变性。

这些结构特点使其在诸多领域展示了广阔的应用前景，例如作为新型吸波材料、催化材料、吸附材料等。

本文重点综述近年来发展的LDHs层状和插层结构材料的组装方法以及LDHs材料在多相催化领域中应用的最新进展。

层状金属氢氧化物层状金属氢氧化物（Layered metal hydroxides，LMHs）是一类由金属阳离子和氢氧根离子构成的化合物，其晶体结构为层状结构。

LMHs具有结构稳定、阻燃、吸附、催化等性质，在电池、药物递送、水处理等领域具有广阔的应用前景。

一、层状金属氢氧化物的特点1.层状结构：金属阳离子与氢氧根离子按照规律排列形成的层状结构，其层状结构决定了其特殊的化学性质。

2.多样的金属阳离子：LMHs中可有Mg2+、Al3+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Zn2+等金属阳离子构成，不同金属阳离子对LMHs的结构、性质产生了显著影响。

3.可调控性：通过改变LMHs中金属离子的种类、比例、掺杂等方式，可调控其结构、孔径等性质，进而拓展其应用范围。

二、层状金属氢氧化物的应用1.电化学：LMHs作为电池材料有着广泛应用。

其中最为著名的是镍氢电池，其正极材料主要为基于Ni(OH)2的LMHs。

2.催化：由于层状结构具有很大的表面积和活性位点，LMHs 在催化反应中具有优异的表现。

例如，以亲水性的层状双金属氢氧化物为催化剂，能有效催化苯乙烯氧化反应。

3.阻燃：LMHs中的金属离子和氢氧根离子在燃烧时能够发挥吸热和稳定气相反应的作用，具有良好的阻燃效果。

近年来，LMHs在阻燃塑料中的应用越来越广泛。

4.药物递送：层状结构具有较大的孔径和对生物体温有趋近于理想的热稳定性，因此在药物递送领域具有应用前景。

例如，以锌铝双金属氢氧化物为载药体系，能够实现对药物的高效包载和缓慢释放。

5.水处理：层状结构的金属氢氧化物具有吸附能力较强的特性，可以用于废水处理等领域。

例如，以锌铝双金属氢氧化物为吸附剂，可以有效去除废水中的铅离子。

以上是层状金属氢氧化物的特点及其应用领域的简要介绍。

随着科学技术的不断进步，层状金属氢氧化物的应用范围将会更加广泛，为人类的生产生活带来更多创新和便利。

层状材料的制备与性能研究近年来，随着科学技术的日新月异，层状材料的制备与性能研究成为一个备受关注的热点领域。

层状材料作为一种特殊的材料结构，具有很多独特的性能和应用的潜力。

本文将从层状材料的制备方法、性能以及应用领域等方面进行探讨。

首先，层状材料的制备方法多种多样，其中最常见的方法是机械剥离法。

这种方法通过机械力将原材料厚度剥离成单层或者多层，然后再通过堆叠层状单元的方式制备出层状材料。

此外，还有化学剥离法、液相剥离法等方法。

这些方法的不同之处在于剥离过程中使用的剥离剂或者化学反应条件的不同。

这些制备方法的发展使得层状材料的制备更加简便、高效。

其次，层状材料具有许多独特的性能，其中最引人注目的是其优异的机械性能。

由于层状结构中的层片间的相互作用力较弱，因此层状材料具有良好的可弯曲性和可拉伸性。

同时，层状结构的存在还使得材料具有较高的比表面积，从而增加了材料的反应活性。

此外，层状材料还具有良好的热导率和电导率等性能。

这些独特的性能使得层状材料在能源领域、电子器件、催化剂等领域具有广泛的应用前景。

然而，尽管层状材料具有诸多优异的性能，但是其应用还面临一些挑战。

首先是层状材料的制备成本较高，目前大规模生产仍然存在一定的困难。

其次是层状材料的稳定性问题，由于层片间的相互作用力较弱，层状材料在使用过程中容易发生层间剥离等问题。

此外，层状材料的性能还需要进一步的研究和优化，以满足实际应用的需求。

针对上述问题，科学家们正在不懈努力地进行研究。

一方面，他们通过改进和优化制备方法，降低层状材料的成本。

另一方面，他们通过探索新的材料组成和结构设计，提高层状材料的稳定性。

同时，他们还不断地深入研究层状材料的性能与结构之间的关系，以探索更多的应用可能性。

总之，层状材料的制备与性能研究是一个充满挑战和机遇的领域。

通过不断地努力和创新，相信层状材料必将在未来的科技发展中发挥重要作用。

相信随着科学技术的进一步发展，层状材料的应用领域将得到进一步拓展，为人类带来更多的福祉。

四大催化材料简述08工业催化与煤化工01班何国栋0806160103 随着时代的发展，人类的进步，许多新的社会问题诸如能源、环境又出现在人们眼前。

材料是一个包容万象的大学科，与人们的生活息息相关，人类要想取得更大的成就，获得更高的生活水平，我们必须在材料上有所创新，而催化剂在其中又有着举足轻重的作用，催化材料作为催化剂的主体，我们完全有必要在催化材料这个领域做深入的研究。

对现代催化材料而言，其基本分为四类：光催化材料、稀土催化材料、新型催化材料和复合催化材料。

1、光催化材料光催化材料是由CeO2（70%-90%）、ZrO2（30%-10%）组成，形成ZrO2稳定CeO2的均匀复合物，外观呈浅黄色，具有纳米层状结构，在1000℃经4个小时老化后，比表面仍较大（>15M#G），因此高温下也能保持较高的活性。

用途:适用于高温催化材料,如汽车尾气催化剂。

技术背景：能源危机和环境问题。

人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭三种。

根据国际能源机构的统计，地球上这三种能源能供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年。

而太阳能不仅清洁干净，而且供应充足，直接利用太阳能来解决能源的枯竭和地球环境污染等问题是其中一个最好、直接、有效的方法。

为此，中国政府制定实施了“中国光明工程”计划。

它的核心就是开发高效的太阳光响应型半导体光催化剂。

光催化材料的基本原理：半导体在光激发下，电子从价带跃迁到导带位置，以此，在导带形成光生电子，在价带形成光生空穴。

利用光生电子-空穴对的还原氧化性能，可以降解周围环境中的有机污染物以及光解水制备H2和O2。

高效光催化剂必须满足如下几个条件：（1）半导体适当的导带和价带位置，在净化污染物应用中价带电位必须有足够的氧化性能，在光解水应用中，电位必须满足产H2和产O2的要求。

（2）高效的电子-空穴分离能力，降低它们的复合几率。

（3）可见光响应特性：低于420nm左右的紫外光能量大概只占太阳光能的4%，如何利用可见光乃至红外光能量，是决定光催化材料能否在得以大规模实际应用的先决条件。

《材料科学导论》课程练习陈述——关于催化材料进修的领会摘要：催化是化工行业的焦点技巧,本文阐述了催化材料的成长商量了催化材料与化学反响工程的结合.一,概述：跟着时代的成长,人类的进步,很多新的社会问题诸如能源.情形又出如今人们面前.材料是一个包涵万象的大学科,与人们的生涯互相干注,人类要想取得更大的成就,获得更高的生涯程度,我们必须在材料上有所创新,而催化剂在个中又有着举足轻重的感化,催化材料作为催化剂的主体,我们完整有须要在催化材料这个范畴做深刻的研讨.就公平易近经济而言,催化技巧所支持的石油化学工业是关系国度能源安然和国计平易近生的支柱财产.作为石油化工重要的基起源基本料,烯烃.芳烃及其衍生物等大宗化学品的临盆今朝正面对着供需抵触加倍凸起.原油价钱不竭攀升.资本环保压力日益轻微的挑衅,成长以勤俭资本.替代资本以及情形友爱为特点的催化新技巧对人类可中断成长意义重大.催化技巧的魂魄是催化剂,而催化材料又是制作催化剂的主体,所以说,催化材料的创新是催化技巧创新的根本和源泉,要想在催化技巧的开辟和应用中居于领先地位,必须起首进行催化材料的创新.二,成长简史：催化剂的应用由来已久,可以如许说,催化剂是陪同着化学这一门学科诞生的.在科学纪元中,是贝采里乌斯（Berzelius）于1836年最先用催化感化一词来描写有关痕量物质,本身其实不必耗而可以或许影响反响速度的各类各样的不雅察成果.然而,人们对于催化感化特色是熟悉进程是漫长的.在这一熟悉进程中,很多科学家都亲自从事化学实验并发明了很多催化反响.经由过程长期实践,逐渐积聚加深了熟悉.1781年,帕明梯尔用酸作催化剂,使淀粉水解.1812年,基尔霍夫发明,假如有酸类消失,庶糖的水解感化会进行得很快,反之则很迟缓.而在全部水解进程中,酸类并没有什么变更,它似乎其实不介入反响,只是加快了反响进程.同时,基尔霍夫还不雅测到,淀粉在稀硫酸溶液中可以变更为葡萄糖.1817年,戴维在实验中发明铂能促使醇蒸气在空气中氧化.1838年,德拉托和施万分别都发明糖之所以能发酵成为酒精和二氧化碳,是因为一种微生物的消失.贝采里乌斯就此提出,在生物体中消失的那些由通俗物质.植物汁液或者血而生成很多种化合物,可能都是由此种类似的有机体构成.这也就是催化剂的由来.催化剂有正催化剂和负催化剂两类.正催化剂能使化学反响速度加快几百倍.几千倍,甚至几百万倍.使化学反响减慢的催化剂,刚做“负催化剂”.例如,在食用油脂里参加０．０１～０．０２％没食子酸正丙脂,可以有用地防止酸败.没食子酸正丙脂就是一种负催化剂.今天化学工业中,催化剂种类已达１００万种,有金属.氧化物.酸.碱.盐等,真是琳琅满目,层见叠出.它们在炼油.塑料.合成氨.合成橡胶.合成纤维等工业部分的很多物质转化进程中,大显神威.施晨奇才,的确到了“点石成金”.出神入化的地步,创造出一个又一个事业.据统计,在化学工业中约有百分之八十五的化学反响离不开催化剂.可以如许说,没有催化剂,就没有现代的化学工业.催化剂是化学中的魔术师,是化学工业中一员主将.三,根本界说：催化剂（catalyst）会引诱化学反响产生转变,而使化学反响变快或减慢或者在较低的温度情形下进行化学反响.催化剂在工业上也称为触媒.催化剂自身的构成.化学性质和质量在反响前后不产生变更;它和反响体系的关系就像锁与钥匙的关系一样,具有高度的选择性（或专一性）.一种催化剂并不是对所有的化学反响都有催化感化,例如二氧化锰在氯酸钾受热分化中起催化感化,加快化学反响速度,但对其他的化学反响就不必定有催化感化.某些化学反响并不是只有独一的催化剂,例如氯酸钾受热分化中能起催化感化的还有氧化镁.氧化铁和氧化铜等等.初中书上界说：在化学反响里能转变其他物质的化学反响速度,而本身的质量和化学性质在反响前后都没有产生变更的物质叫做催化剂,又叫触媒.催化剂在化学反响中所起的感化叫催化感化.也有一种说法,催化剂先与反响物中的一种反响,然后两者的生成物中断在原有前提下进行新的化学反响,而催化剂反响的生成物的反响前提较原有反响物的反响前提有所转变.催化剂本来因产生化学反响而生成的物质会在之落后一步的反响中从新生成原有催化剂,即上面提到的质量和化学性质在反响前后都没有产生变更.四,催化材料的基本分类：·光催化材料·稀土催化材料·新型催化材料·复合催化材料【1】光催化材料：1,光催化材料的界说光催化材料是由CeO2（70%-90%） ZrO2（30%-10%）构成,形成ZrO2稳固CeO2的平均复合物,外不雅呈浅黄色,具有纳米层状构造,在 1000℃经4个小时老化后,比概况仍较大（>15M# G）,是以高温下也能保持较高的活性.用处:实用于高温催化材料,如汽车尾气催化剂技巧布景——能源危机和情形问题人类今朝应用的重要能源有石油.天然气和煤炭三种.依据国际能源机构的统计,地球上这三种能源能供人类开采的年限,分别只有40年.50年和240年.值得留意的是,中国残剩可开采储蓄仅为1390亿吨尺度煤,按照中国2003年的开采速度16.67亿吨/年,仅能保持83年.中国石油资本缺少,天然气资本也不敷丰硕,中国已成为世界第二大石油进口国.是以,开辟新能源,特殊是用干净能源替代传统能源,敏捷地逐年降低它们的消费量,呵护情形改良城市空气质量早已经成为关乎社会可中断成长的重大课题.中国能源成长偏向可以锁定在远景看好的五种干净能源: 水电.风能.太阳能.氢能和生物质.太阳能不但干净干净,并且供给充足,天天照耀到地球上的太阳能是全球天天所需能源的一万倍以上.直接应用太阳能来解决能源的枯竭和地球情形污染等问题是个中一个最好.直接.有用的办法.为此,中国当局制订实行了“中国光亮工程”筹划.模拟天然界植物的光合感化道理和开辟出人工合成技巧被称为“21世纪梦”的技巧.它的焦点就是开辟高效的太阳光响应型半导体光催化剂.今朝国表里光催剂的研讨多半逗留在二氧化钛及相干润饰.尽管这些工作卓有成效,但是在范围化应用太阳能方面还远远不敷.是以搜寻高效太阳光响应型半导体作为新型光催化剂成为当前此范畴最重要的课题.2,光催化材料的基起源基本理半导体在光激发下,电子从价带跃迁到导带地位,以此,在导带形成光生电子,在价带形成光生空穴.应用光生电子-空穴对的还原氧化机能,可以降解四周情形中的有机污染物以及光解水制备H2和O2.高效光催化剂必须知足如下几个前提：（1）半导体恰当的导带和价带地位,在净化污染物应用中价带电位必须有足够的氧化机能,在光解水应用中,电位必须知足产H2和产O2的请求.（2）高效的电子-空穴分别才能,降低它们的复合几率.（3）可见光响应特点：低于420nm阁下的紫外光能量精确只占太阳光能的4%,若何应用可见光甚至红外光能量,是决议光催化材料可否在得以大范围现实应用的先决前提.通例anatase-type TiO2只能在紫外光响应,固然经由过程掺杂改性,其接收边得以红移,但后果还不敷幻想.是以,开辟可见光响应的高效光催化材料是该范畴的研讨热门.只是,如今的研讨状况还不尽人意.3,光催化材料体系的研讨概况从今朝的材料来看,光催化材料体系重要可以分为氧化物,硫化物,氮化物以及磷化物氧化物：最典范的主如果TiO2及其改性材料.今朝,绝大部分氧化物重要分散在元素周期表中的d区, 研讨的比较多的是含Ti,Nb,Ta的氧化物或复合氧化物.其他的含W,Cr,Fe,Co,Ni,Zr等金属氧化物也见报导.小我感到,d区过渡族金属元素氧化物经由炒菜式的狂轰乱炸后,开辟所谓的新体系光催化已经没有多大潜力.今朝,以日本学者J. Sato为代表的研讨人员,已经把眼光锁定在p区元素氧化物上,如含有Ga,Ge,Sb,In,Sn,Bi元素的氧化物.硫化物：硫化物固然有较小的禁带宽度,但轻易产生光腐化现象,较氧化物而言,稳固性较差.重要有ＺnＳ,ＣdＳ等氮化物：也有较低的带系宽度,研讨得不久不多.有Ｔa／Ｎ,Ｎb／Ｎ等体系磷化物：研讨很少,如ＧaＰ按照晶体/颗粒描写分类：（1）层状构造半导体微粒柱撑于石墨及天然/人工合成的层状硅酸盐层状单元金属氧化物半导体如：V2O5,MoO3,WO3等钛酸,铌酸,钛铌酸及其合成的碱（土）金属离子可交流层状构造和半导体微粒柱撑于层间的构造含Bi层状构造材料,(Bi2O2)2+(An-1BnO3n+1)2-(A=Ba,Bi,Pb;B=Ti,Nb,W),钙钛矿层 (An-1BnO3n+1)2-夹在(Bi2O2)2+层之间.典范的有：Bi2WO6,Bi2W2O9,Bi3TiNbO9层状钽酸盐：RbLnTa2O7(Ln=La,Pr,Nd,Sm)（2）通道构造比较典范的为BaTi4O9,A2Ti6O13（A=K,Na,Li,等）.这类构造往往比层状构造材料具有更为优良的光催化机能.研讨认为,其机能重要归罪于金属-氧多面体中的非对称性,产生了偶极距,从而有利于电子和空穴分别（3）管状构造：在钛酸盐中研讨较多（4）晶须或多晶一维材料经由VLS,VS,LS（如水热合成,熔盐法）机制可制备一维材料; 液相合成中的软模化学法制备介孔构造的多晶一维材料对于该种行貌的材料,没有迹象标明,其光催化机能得以进步（5）其他外形庞杂的晶体或粉末颗粒最典范的是ZnO材料,依据合成办法不合,其行貌也相当丰硕4,进步光催化材料机能的门路（1）颗粒微细纳米化降低光生电子-空穴从体内到概况的传输距离,响应的,它们被复合的几率也大大降低.（2）过度金属掺杂和非金属掺杂金属：掺杂后形成的杂质能级可以成为光生载流体的捕获阱,延伸载流子的寿命.Choi以21种金属离子对TiO2光催化活性的影响,标明Fe3+,Mo5+,Re5+,Ru3+,V4+,Rh3+可以或许进步光催化活性,个中Fe3+的后果最好.具有闭壳层电子构型的金属离子如Li+,Al3+,Mg2+,Zn2+,Ga2+,Nb5+,Sn4+对催化性影响甚微非金属：TiO2中N,S,C,P,卤族元素等对于掺杂,小我的熟悉,其有如下效应：电价效应：不合价离子的掺杂产生离子缺点,可以成为载流子的捕获阱,延伸其寿命;并进步电导才能离子尺寸效应：离子尺寸的不合将使晶体构造产生必定的畸变,晶体不合错误性增长,进步了光生电子-空穴分别后果掺杂能级：掺杂元素电负性大小的不合,带隙中形成掺杂能级,可实现价带电子的分级跃迁,光响应红移（3）半导体复合应用异种半导体之间的能带构造不合,复合后,如光生电子从A粉末概况输出,而空穴从B概况导出.也即电子和空穴得到有用分别（4）概况负载将半导体纳米粒子固定技巧在不合的载体上（多孔玻璃.硅石.分子筛等）制备分子或团簇尺寸的光催化剂.（5）概况光敏运器具有较高重态的具有可见光接收的有机物,在可见光激发下,电子从有机物转移到半导体粉末的导带上.该种办法不具有实用性,一方面,有机物的稳固性值得质疑;另一斟酌的是经济身分5,应用举例酶,是植物.动物和微生物产生的具有催化才能的蛋白质,旧称酵素.生物体的化学反响几乎都在酶的催化感化下进行.酶的催化感化同样具有选择性.例如,淀粉酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖,蛋白酶催化蛋白质水解成肽等.酶在心理学.医学.农业.工业等方面,都有重大意义.今朝,酶制剂的应用日益普遍.1972年,Fujishima和Honda发明在紫外光照耀下二氧化钛分化水,以此为契机,国际上开端了光催化研讨.这一办法在道理上可实现以下三方面的功能(如图2所示)：（1）可以应用光激发产生的空穴降解和矿化有害污染物;（2）可以应用光激发产生的电子还原水产生氢气或还原分化污染物;（3）可以应用光激发产生的电子和空穴实现光电池发电.到今朝为止,绝大多半光催化研讨工作是环绕二氧化钛（TiO2）等紫外光响应光催化材料而睁开的.它们只在紫外光照耀下有活性,而紫外光区域的能量只占可见光的4%,是以在光催化可见光转化效力方面受到了根本的限制,因而难以大范围实用化.图2 光催化的应用Fig 2 Various applications of photocatalysis 查找新的可见光响应的光催化材料是当前国际上光催化研讨的前沿,大部分工作分散在二氧化钛的改性,并且取得了一些进展.在研讨初期,把TiO2向可见光红移的构思都分散在金属离子掺杂或和其它金属氧化物半导体复合,此后二十多年的研讨最终证实,阳离子的改性固然可以降低TiO2带隙,但同时也明显降低了光量子效力,因为掺杂的金属离子本身成为电子－空穴复合点位.直到2001年,日本丰田汽车公司的研讨人员提出了阴离子掺杂来改良二氧化钛的光催化机能,发明用氮代替部分氧,得到的TiO2-x Ny光催化材料在可见光区的光接收与纯二氧化钛比拟获得了大幅度进步（Science,293, pp269-271, 2001）;美国的研讨人员2002年9月发明用碳代替部分氧,得到C掺杂的TiO2,其在可见光区的光接收也大幅度进步(Science,297,pp2243,2002).这些研讨固然使得TiO2在可见光区的接收得到一些进步,并保持了较好的光催化效力,但因为注入的改性物N或C在光照下轻易分化,具有不稳固性,是以无法进行现实应用.2001年,作者们活着界上初次成功地实现了应用可见光将可见光转化为化学能(Nature,414pp625,2001).该工作冲破了传统的.只能在紫外光下具有活性的TiO 2光催化材料,成长了一种全新的.具有可见光活性的新型氧化物半导体(In 1-x Ni x TaO 4),如图3所示.这种新型的可见光响应光催化材料为实现可见光高效转化供给了一种新的思惟和门路,是以该项成果在国际上引起普遍存眷.世界有名的光化学家.美国加州理工大学Lewis 传授对此成果评价道“Zou et al describe a step along one way towards this Holy Grail of inorganic photochemistry”(Nature ,414, pp589, 2001).此项成果揭橥的统一天,Science 也以《水＋太阳＋新催化剂＝新能源》为题揭橥了评论,称此成果是一项了不得的冲破.此后,在这种新的光催化材料设计思惟的指点下,作者们成功地开辟出一系列具有可见光响应的.用于污染降解光催化材料.例如AVO 4(A=In,Ga,稀土类元素).(In 2O 3)m (BaO)n .AgInW 2O 8, MN 1/3Nb 2/3O 3 (M=Ca,Sr,and Ba;N=Ni, Co,In,Cr)等在更宽的可见光区域(至650nm)具有光催化活性,可以有用地降解水和空气中的甲醛.乙醛.亚甲基蓝和H 2S 等有害物(上图给出了可见光光催化在情形净化方面的应用实例),并初步实现了室外现实太阳光下光催化分化水产生氢,在J.Phys. Chem. B （107,pp61,2003; 107, pp4936, 2003; 107, pp14265, 2003）等杂志上揭橥一系列文章,开辟新型高效的可见光响应光催化材料,直接高效地应用太阳光,将低密度的太阳光转化为高密度的化学能,应用低密度的太阳光分化水和空气中的污染物.净化情形,是解决情形污染和能源缺少的重要门路之一,在国际上受到当局.国防.学术界和财产界的高度存眷.我国在高效可见光光催化材料.理论和应用方面具有雄厚的基本,在可见光光催化材料构建及机理研讨的某些方面处于国际领先程度.为了争先在可见光光催化及应用的理论和技巧基本方面取得重大冲破,须要多学科分解.交叉,结合攻关解决这方面的症结科学问题.环绕研讨可见光光催化材料构建.反响机理及应用基本等症结科学问题,可达到应用能带理论和分子轨道理论,从设计调控带隙宽度和红移匹配入手摸索接收波长更长.范围更宽(400～800nm)的新型复合光催化材料;研讨太阳能光催化材料的概况.界面微构造及纳米量子尺寸效应对太阳能转化效力的影响,将今朝世界最高程度的光催化量子效力和太阳能转化效力进步.在深刻研讨太阳能分化水和降解有害物机理的基本上,应用所成长的可见光催化材料,实现应用太阳能高效分化饮用水中致癌物质.室内空气中甲醛乙醛以及高效分化水制氢的技巧冲破.【2】稀土催化材料：众所周知,我国稀土矿以轻稀土组分为主,个中镧.铈等组分约占60%以上.跟着我国稀土永磁材料.稀土发光材料.稀土抛光粉.稀土在冶金工业中等应用范畴逐年扩大,国内市场对中重稀土的需求量也快速增长.造成了高品貌的铈.镧.镨等轻稀土的大量积存,导致我国稀土资本的开采和应用之间消失着轻微的不服衡.研讨发明,轻稀土元素因为其奇特的4f电子层构造,使其在化学反响进程中表示出优胜的助催化机能与功能.是以,将轻稀土用作催化材料是一条很好的稀土资本分解应用出路.催化剂是一种可以或许加快化学反响,且在反响前后自身不被消费的物质;加强稀土催化的基本研讨既进步临盆效力,又勤俭资本和能源,削减情形污染,相符可中断成长的计谋偏向.到今朝为止,可以或许在工业中获得应用的稀土催化材料重要有3类,包含分子筛稀土催化材料.稀土钙钛矿催化材料.以及铈锆固溶体催化材料等,见表1所示.个平分子筛稀土催化材料又可细分为中孔.微孔.介孔.以及纳孔稀土催化材料等几大类,且今朝重要用于炼油催化剂.稀土钙钛矿催化材料因为其制备简略.耐高温.抗中毒等机能优胜,今朝重要用作环保催化剂,也普遍用于光催化分化水制氢.以及石油化工行业的碳氢化合物重整反响等方面.今朝已开辟并应用的重要有钙钛矿型稀土复合氧化物催化剂.以及掺杂微量贵金属的稀土钙钛矿型催化剂等.铈锆固溶体催化材料是应汽车尾气净化市场的需求成长起来的一种稀土催化材料.早期重要应用铈的储氧机能来调节汽车尾气中的氧化还原反响.后来发明单一的铈储氧材料其持久性耐高温机能其实不克不及知足日益成长的汽车尾气催化剂的寿命请求,而添加一些锆可明显改良储氧材料的抗高温机能,从而改良催化剂的经久性.今朝,铈锆固溶体催化材料不但用于石油化工范畴的各类催化进程,也普遍用于汽车尾气净化.以及其它环保范畴.与传统的贵金属催化剂比拟,稀土催化材料在资本品貌.成本.制备工艺.以及机能等方面都具有较强的优势.今朝不但大量用于汽车尾气净化,还扩大到工业有机废气.室内空气净化.催化燃烧.以及燃料电池等范畴.自20世纪90年月末以来,蓬勃国度的环保催化剂市场一向以20%速度增长.是以,稀土催化材料在环保催化剂产品市场,特殊是在有毒.有害气体的净化方面,具有伟大的应用市场和成长潜力.应用举例：燃料电池燃料电池能量转化效力高,污染物超低或零排放,是21世纪高效.低污染的绿色能源.估计到2010年,燃料电池技巧可在大型电站.新型散布式电站等方面形成超出3000亿美元的宏大市场.如表2所示,燃料电池可分为低温燃料电池.中温燃料电池和高温燃料电池等几大类.个中稀土重要用于高温燃料电池.特殊是在固体氧化物燃料电池中,从正极材料.负极材料.固体电解质材料.到衔接件,全都离不开稀土成分.稀土氧化物具有优胜的离子和电子导电性,对改良固体氧化物燃料电池的机能有着无法代替的感化.经由过程选择适合的氧化物构成,可进步电极材料的离子导电率,降低氧还原的活化能.经由过程研讨构成.构造与导电性的关系以及掺杂离子的形态,来设计.合成新型构造的复合稀土氧化物,获得高电催化活性和高电导率的稀土电极材料,是固体氧化物燃料电池今朝的研讨热门【3】新型催化材料——SAPO分子筛1984年Lok等人将Si引入A1PO4系列分子筛中,合成出一系列磷酸硅铝(S )O)分子筛,从此,SPAO分子筛的合成和应用得到敏捷成长.S )O分子筛骨架呈负电性,具有可交流的阳离子,同时具有质子酸性,是以被普遍用作吸附剂.催化剂及催化剂载体,成为第三代新型分子筛,受到催化范畴科研工作者的普遍看重（1）SAPO分子筛的种类和构造SAPO分子筛是由Sio2.Al0.P0三种四面体单元构成的微孔型晶体.SAPO分子筛的构造种类很多,依据孔径大小可分为：渺小孔径构造.小孔径构造.中等孔径构造和大孔径构造四种类型(见表1).SAPO分子筛的骨架是由SiO2.A10;.三种四面体单元构成的三维骨架构造,有些属于新型构造,有些则与通例沸石的构造类似,具有从六元环至十二元环的孔道构造,孔径在0．3mm～0.8nm,是以能顺应不合尺寸分子吸赞同集中的请求.（2）SAPO分子筛的合成SAPO分子筛的合成SAPO分子筛的构成元素有Si.P.AJ和O,其无水构成可用mR：(Si AJ P )o2暗示,个中：R代表有机模板剂;m.z.Y.分别暗示模板剂;Si.AJ及P的摩尔分数：m=0～0.3,z=0.01～0.98,Y=0.01～0.60, =0.01～0.52,且z+Y+ =1.SAPO分子筛平日采取水热法合成,硅溶胶(silicaso1).假-水软铝石(pseudo-boehmite)及正磷酸(orthophosphoric)是其幻想的硅源.铝源和磷源,经常应用的模板剂有有机胺和季铵盐.SAPO分子筛的合成进程为：在室温下,按肯定原料构成将假一水软铝石加到正磷酸和水的混杂物中,搅拌混杂平均;中断搅拌,分别参加模板剂和硅溶胶,直至形成凝胶;将凝胶装入不锈钢高压釜中,密闭加热至150℃～250℃,在自身压力下进行恒温晶化反响;晶化完整后,分别固体产品,用去离子水洗涤并湿润;最后在空气中焙烧,完整除去模板剂,即得到SAPO分子筛原粉.（3）SAPO分子筛的应用按照合成前提及含硅量的不合,不合SAPO分子筛呈现出从中强酸到强酸不等的催化机能,并且具有优胜的热稳固性和水热稳固性,是以可用作催化剂或催化剂载体.（4）结论不合的合成前提和含硅量可制得不合孔构造SAPO分子筛.因为骨架呈负电性,具有可交流的阳离子,同时呈现出质子酸性,是以,SAPO分子筛被普遍用作吸附剂.催化剂及催化剂载体,是一种具有优良择形选择性.热稳固性和湿热稳固性的新型催化材料.SAPO分子筛可呈现出由中强酸到强酸的催化机能,几乎可用于所有的烃类反响,诸如催化重整.催化裂化.加氢精制.加氢异构化.脱氢环化.芳烃歧化及甲醇转化等.跟着对SAPO分子筛构造和性质以及合成办法和前提研讨的进一步深刻,这一新型分子筛势必在更普遍的催化范畴得到应用.【4】复合催化材料——Mo-V-Te-La复合氧化物催化材料1,催化剂的制备。

层状材料的结构与性能调控层状材料是一类具有特殊结构和性能的材料，由多个平行排列的层状结构单元组成。

这些材料在许多领域中都具有广泛的应用，例如电子器件、能源存储、催化剂等。

层状材料的结构与性能之间存在着密切的关联，通过调控其结构可以实现对性能的有效调整和优化。

层状材料的基本结构由多个层状结构单元堆叠而成。

这些层状结构单元可以是原子、分子、纳米片或者其他具有层状结构的物质。

其中，最具代表性的层状材料是石墨烯，它由一个由碳原子组成的单层蜂窝结构构成。

石墨烯具有优异的导电性、热导性和力学性能，被广泛应用于电子器件和能源领域。

除了石墨烯，还有许多其他层状材料具有独特的结构和性能。

例如，二维过渡金属硫化物是一类由过渡金属和硫原子组成的层状材料，具有优异的光电性能和催化性能。

二维过渡金属硫化物的层状结构可以通过化学气相沉积、机械剥离等方法制备得到，通过调控层状结构的厚度和组成可以实现对其光电性能和催化性能的调控。

层状材料的性能调控不仅可以通过调整其结构来实现，还可以通过引入外部的功能性组分来实现。

例如，通过在层状材料中引入金属离子、有机分子或者其他功能性分子，可以实现对其电子结构和化学性质的调控。

这种方法被广泛应用于调控层状材料的光电性能、催化性能和电化学性能等。

此外，层状材料的性能调控还可以通过调整其层间相互作用来实现。

层状材料的层间相互作用可以通过调控层状结构单元之间的堆叠方式、层间距离和层与层之间的相互作用力来实现。

例如，通过调控石墨烯的堆叠方式和层间距离，可以实现对其电子结构和光学性质的调控。

通过调控层状材料的层间相互作用，还可以实现对其力学性能和热学性能的调控。

总之，层状材料的结构与性能之间存在着密切的关联。

通过调控层状材料的结构，可以实现对其性能的调整和优化。

层状材料的性能调控可以通过调整其结构、引入外部功能性组分和调控层间相互作用来实现。

这些方法为层状材料的应用提供了新的思路和途径，有助于推动材料科学的发展和应用的创新。

层状光催化材料
层状光催化材料是一种具有层状结构的光催化材料，其特点是由多层不同物质组成，每层物质的厚度通常在纳米级别。

这种结构可以有效地提高光催化材料的催化效率和稳定性。

层状光催化材料的优点之一是可以通过控制每层物质的组成和厚度来优化其催化性能。

例如，可以在催化剂表面沉积一层金属纳米颗粒，以提高催化剂的光吸收能力和催化活性。

此外，可以通过控制每层物质的厚度来控制催化剂的能带结构，从而提高催化剂的催化效率。

另一个优点是层状光催化材料具有良好的稳定性。

由于每层物质的厚度很薄，催化剂表面的活性位点可以得到更好的保护，从而减少催化剂的失活。

此外，层状结构还可以减少催化剂表面的团聚和积碳，从而提高催化剂的使用寿命。

层状光催化材料在环境保护、能源转化和有机合成等领域具有广泛的应用前景。

例如，可以利用层状光催化材料将水分解成氢气和氧气，将二氧化碳还原成有机化合物，以及将有机污染物降解为无害物质等。

总之，层状光催化材料是一种具有优异性能的光催化材料，其层状结构可以有效地提高催化剂的催化效率和稳定性，具有广泛的应用前景。

层状金属材料
层状材料是由多层不同种类的金属或金属间化合物层间穿插排列而成的复合材料，具有优异的力学、导电、热传导等性能，被广泛应用于锂离子电池、超级电容器、光电器件、传感器等领域。

层状金属材料通常由两种或多种不同的金属或金属间化合物形成，其中最典型的是石墨烯包覆金属纳米颗粒、MoS2包覆钴
纳米线等。

这些材料的制备方法包括机械剥离、水热合成、化学气相沉积、电沉积等。

层状金属材料有着比常规金属材料更高的比表面积和尺寸效应，因此具有出色的催化和传感性能。

此外，层状结构也为其提供了独特的力学性能，如高强度、韧性和变形能力。

层状金属材料还可通过控制结构和组成来调节其电子和光学性质，使其在光电器件和储能器件中发挥重要作用。

尽管层状金属材料具有广泛应用前景，但是目前仍面临一些挑战，如制备成本高、尺寸效应带来的合成难度和不稳定性等。

随着研究不断深入，相信这些问题将逐渐得到解决，层状金属材料也将在未来发挥更加重要的作用。

纳米层状材料纳米层状材料是一类具有特殊结构和性能的材料，其在纳米尺度下呈现出层状结构，具有许多独特的物理化学特性，因此在材料科学和工程领域具有重要的应用前景。

本文将对纳米层状材料的概念、特性及应用进行介绍，以期为相关领域的研究者和工程师提供参考。

纳米层状材料是指在纳米尺度下具有层状结构的材料，如石墨烯、二维过渡金属硫化物等。

这类材料通常具有高比表面积、优异的机械性能和电子输运性能，以及优异的化学稳定性。

其中，石墨烯作为最具代表性的纳米层状材料，具有单层碳原子构成的二维晶格结构，具有出色的导电性和热导性，因而备受关注。

纳米层状材料的特性主要包括以下几个方面，首先，纳米层状材料具有高比表面积，这使得其在催化、吸附等方面具有独特的优势；其次，纳米层状材料的层间距和层内结构对其性能有重要影响，因此对其结构和形貌的控制至关重要；最后，纳米层状材料的电子输运性能和光学性质也是其研究的重点之一，这些特性使得纳米层状材料在电子器件、传感器、催化剂等领域具有广泛的应用前景。

纳米层状材料在能源存储、催化、传感器等领域具有重要应用价值。

以石墨烯为例，其具有优异的导电性和热导性，因此在柔性电子器件、导电薄膜、储能材料等领域具有广泛的应用前景；而二维过渡金属硫化物等纳米层状材料在催化、光电器件等领域也具有重要的应用价值。

随着纳米层状材料研究的深入，其在材料科学和工程领域的应用前景将会更加广阔。

总的来说，纳米层状材料具有独特的结构和性能，其在能源、环境、电子器件等领域具有重要的应用价值。

随着纳米技术的发展和材料科学研究的深入，相信纳米层状材料将会在未来发挥越来越重要的作用。

希望本文能够为相关领域的研究者和工程师提供一定的参考和帮助，推动纳米层状材料的研究和应用取得更多的进展。

新型有机材料的层状结构设计与应用随着科技的发展，新型有机材料逐渐成为材料科学的研究热点之一、它们具有优异的性能和广泛的应用潜力，被广泛应用于能源存储、传感器、催化剂等领域。

其中，层状结构是一种常见的有机材料结构，具有稳定性好、表面积大、孔隙结构丰富等优点。

本文将探讨新型有机材料的层状结构设计与应用。

首先，层状结构设计是新型有机材料研究的重要一环。

层状结构的设计包括原子层堆积方式和层间相互作用力的调控。

在原子层堆积方式的设计中，可以通过控制原子或分子的取向、排列方式和层间间隔等来调控层状结构的稳定性和孔隙结构。

例如，在二维谷石材料中，通过调节层间间隔可以控制材料的气体分子吸附能力和孔隙结构的大小。

此外，还可以利用表面修饰技术，通过在层状结构表面引入功能基团或离子，来实现对层间相互作用力的调控。

比如，在二维层状金属有机骨架材料中，引入电子供体基团能够有效增强材料的导电性能。

其次，层状结构的设计与应用紧密关联。

层状结构由于具有大的表面积和丰富的孔隙结构，在能源存储和催化剂领域有着广泛应用前景。

在能源存储领域，层状结构可以作为电容器或锂离子电池的电极材料。

例如，石墨烯就是一种具有层状结构的新型碳材料，具有优异的导电性和机械稳定性，因此被广泛应用于电容器和锂离子电池中。

在催化剂领域，层状结构可以作为催化剂的载体材料。

例如，具有层状结构的二维过渡金属硫化物材料被广泛应用于催化剂领域，具有优异的催化性能和稳定性。

此外，层状结构还在其他领域具有重要的应用。

在传感器领域，层状结构可以用于构建高灵敏度和选择性的传感器。

例如，通过将金属有机骨架材料修饰在传感器表面，可以实现对特定气体的高灵敏度检测。

在光电子器件领域，层状结构具有优异的光学和电学性能，能够应用于太阳能电池、光电转换器等器件中。

此外，层状结构还可以用于环境污染物的吸附和分离，具有重要的环境应用价值。

综上所述，新型有机材料的层状结构设计与应用是材料科学研究中的重要课题。

DOI ：10.19965/ki.iwt.2022-0796第 43 卷第 7 期2023年 7 月Vol.43 No.7Jul.，2023工业水处理Industrial Water Treatment 巯基功能化镁层状硅酸盐复合材料的构筑及其催化还原性能研究何贝贝1，袁玉环2，吕瑞1，2（1.绵阳师范学院化学与化学工程学院，四川绵阳 621000；2.西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳 621010）[ 摘要 ] 通过原位合成法将银纳米粒子和Fe 3O 4磁性纳米粒子负载于巯基功能化镁层状硅酸盐（MgSH ）上，制备得到Fe 3O 4@MgSH/Ag 纳米复合材料。

通过SEM 、XRD 、FTIR 等手段对复合材料进行了表征，并考察了Fe 3O 4@MgSH/Ag 催化NaBH 4还原4-硝基苯酚（4-NP ）的性能。

研究结果表明，Fe 3O 4@MgSH/Ag 保留了巯基黏土具有的疏松多孔结构，且银纳米粒子和Fe 3O 4纳米粒子均匀负载于MgSH 表面。

通过动力学分析可知，Fe 3O 4@MgSH/Ag 催化NaBH 4还原4-NP 的反应遵循准一级反应动力学规律，其表观速率常数k app 为0.160 8 min -1，并可在10 min 内使溶液中0.5 mmol/L 4-NP 的降解率达到98%以上，说明Fe 3O 4@MgSH/Ag 具有高效的催化性能。

此外，由于Fe 3O 4的存在，该材料还可通过磁性回收利用，经过6次重复使用后，4-NP 的降解率仅变化了6%，说明Fe 3O 4@MgSH/Ag 在催化还原4-NP 中显示出了高效性和可循环使用性。

［关键词］ 巯基功能化镁层状硅酸盐；4-硝基苯酚；催化还原［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1005-829X （2023）07-0070-08Construction of thiol -functionalized magnesium phyllosilicate containednanocomposite and investigation of its catalytic reduction performanceHE Beibei 1，YUAN Yuhuan 2，LÜ Rui 1，2（1.School of Chemistry and Chemical Engineering ，Mianyang Teachers ’ College ，Mianyang 621000，China ；2.School of Environment and Resource ，Southwest University of Science and Technology ，Mianyang 621010，China ）Abstract ：Fe 3O 4@MgSH/Ag nanocomposite was prepared via an in -situ synthetic route by loading the magnetic Fe 3O 4 nanoparticles and Ag nanoparticles on thiol -functionalized magnesium phyllosilicate （MgSH ）. The SEM ，XRD and FTIR were employed to investigate the morphology and structure of the nanocomposite ，and its catalytic performance for the reduction of 4-nitrophenol （4-NP ） was evaluated. The research results indicated that ，Fe 3O 4@MgSH/Ag maintained thetypical porous characters of thiol clay ，and Ag and Fe 3O 4 nanoparticles were uniformly loaded on the surface of MgSH. Through dynamic analysis ，it could be concluded that ，the catalyzed reduction of 4-NP by Fe 3O 4@MgSH/Ag followed quasi first -order reaction kinetics law ，with an apparent rate constant k app of 0.160 8 min -1. It could achieve a degradation rate of over 98% for 0.5 mmol/L 4-NP in solution within 10 minutes ，indicating that Fe 3O 4@MgSH/Ag had efficientcatalytic performance. Furthermore ，due to the presence of ferric oxide ，Fe 3O 4@MgSH/Ag could also be recycled. Even after 6 times of repeated reactions ，the degradation rate of 4-NP decreased only 6%，revealing Fe 3O 4@MgSH/Ag high catalytic efficiency and recyclability.Key words ：thiol -functionalized magnesium phyllosilicate ；4-nitrophenol ；catalytic reduction酚类化合物是水环境中常见的一类有机污染物，其中，4-硝基苯酚（4-NP ）因其在水中具有高溶［基金项目］ 国家自然科学基金项目（42061134018）开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：工业水处理2023-07，43（7）何贝贝，等：巯基功能化镁层状硅酸盐复合材料的构筑及其催化还原性能研究解度和高稳定性而被列为典型的酚类污染物之一，其有剧毒，会强烈刺激皮肤，被人体吸收后会引起高铁血红蛋白血症，长期接触还易对人体的神经系统、血液循环系统以及肝脏、肾脏造成损伤〔1-2〕。

层状材料最先进的应用领域介绍
一、能源领域
层状材料在能源领域具有广泛的应用前景。

例如，石墨烯作为一种典型的层状材料，具有优异的导电性和热导性，在太阳能电池、锂离子电池和超级电容器等能源存储和转换设备中得到广泛应用。

此外，层状材料还可以用于储氢材料、燃料电池和催化剂等领域，为能源领域的发展提供了新的可能性。

二、电子器件和传感器
层状材料在电子器件和传感器领域具有独特的优势。

例如，石墨烯作为一种二维材料，具有高电子迁移率和宽能带隙，可用于制备高性能的晶体管和集成电路。

此外，层状材料还可以用于制备柔性电子器件和传感器，如柔性显示屏、柔性电池和柔性传感器等，为电子设备的发展带来了新的可能性。

三、环境保护
层状材料在环境保护领域的应用也备受关注。

例如，二维层状材料可以用于制备高效的吸附剂和催化剂，用于废水处理和大气污染物的去除。

此外，层状材料还可以用于制备高性能的气体传感器和光催化剂，用于监测和治理环境污染问题。

四、生物医药
层状材料在生物医药领域也有重要的应用价值。

例如，层状材料可
以用于制备生物传感器和生物芯片，用于快速检测疾病和药物筛选。

此外，层状材料还可以用于制备药物载体和医用材料，如药物缓释系统和组织工程支架等，用于治疗和修复组织器官。

层状材料在能源领域、电子器件和传感器、环境保护以及生物医药等方面具有广泛的应用前景。

随着层状材料的研究和制备技术的不断发展，相信层状材料在未来将会在更多的领域展现出其先进的应用价值，为人类社会的发展做出更大的贡献。

新型层状材料层状材料是一种具有特殊结构的材料，其分子或原子以层状排列，形成了堆积的平行层。

近年来，科学家们开发出了一种新型层状材料，其具有许多独特的性质和应用潜力。

这种新型层状材料的制备方法相对简单，可以通过化学合成、物理沉积、机械剥离等方式得到。

与传统的层状材料相比，这种新型材料具有更高的表面积、更好的机械性能和更多的应用领域。

新型层状材料具有出色的吸附性能。

由于其高表面积和大量的孔隙结构，这种材料可以高效地吸附气体、液体和溶质。

因此，它在环境污染治理、水处理、气体分离和储存等领域具有广泛的应用前景。

新型层状材料还表现出优异的光电性能。

由于其特殊的能带结构和电子传输特性，这种材料可以用于光电转换、光催化和光电器件等方面。

例如，它可以作为太阳能电池的吸收层，将太阳能转化为电能；也可以作为光催化剂，促进光解水产生氢气。

新型层状材料还具有优异的力学性能。

由于其层状结构的特点，这种材料在抗拉、抗压和抗弯强度方面表现出色。

因此，它可以用于制备高强度的复合材料、纤维增强材料和柔性电子器件等。

除了上述特性，新型层状材料还具有许多其他独特的性质。

例如，它具有可调控的电子结构和磁性，可以用于电子器件和磁性存储器件的制备；它具有优异的热导率和热稳定性，可以用于热管理和高温应用等。

在实际应用中，新型层状材料已经得到了广泛的关注和研究。

许多科学家和工程师致力于探索其潜在的应用领域，并不断改进其制备方法和性能。

目前，这种材料已在能源领域、环境领域、电子领域和生物医学领域取得了一些重要的突破。

然而，新型层状材料仍面临一些挑战。

例如，其制备过程中存在一定的技术难题，如控制层状结构的厚度和平整度；同时，其应用领域还需要进一步拓展和完善，以满足实际需求。

新型层状材料是一种具有广泛应用潜力的材料。

它具有出色的吸附性能、优异的光电性能和力学性能，以及许多其他独特的性质。

随着科学家们的不断努力，相信这种材料将在未来的科技领域发挥重要作用，为人类带来更多的机遇和挑战。