晶态介孔金属氧化物的研究进展

《介孔材料的金属功能化修饰及其液相催化性能研究》篇一一、引言介孔材料因其独特的孔道结构和较大的比表面积，在催化、吸附、分离等领域具有广泛的应用。

近年来，随着科技的发展，人们开始尝试对介孔材料进行金属功能化修饰，以进一步提高其性能。

本文将探讨介孔材料的金属功能化修饰方法及其在液相催化领域的应用，旨在为相关研究提供理论支持。

二、介孔材料的金属功能化修饰2.1 修饰方法介孔材料的金属功能化修饰主要包括浸渍法、溶胶-凝胶法、共缩聚法等。

其中，浸渍法是将介孔材料浸入含有金属离子的溶液中，使金属离子吸附在材料表面或孔道内；溶胶-凝胶法是通过在介孔材料表面形成金属氧化物或氢氧化物的凝胶层，实现金属功能化；共缩聚法则是将金属离子与介孔材料的合成原料一起进行缩聚反应，使金属原子与材料骨架紧密结合。

2.2 修饰过程金属功能化修饰过程中，需考虑金属种类、浓度、修饰温度等因素。

不同金属对介孔材料的催化性能有不同的影响，而修饰温度则会影响金属在介孔材料中的分布和状态。

一般来说，采用合适的金属离子溶液和适当的修饰条件，可实现介孔材料的均匀金属功能化。

三、液相催化性能研究3.1 反应类型介孔材料在液相催化领域的应用主要涉及烃类氧化、羰基化、烷基化等反应。

通过对介孔材料进行金属功能化修饰，可提高其在这些反应中的催化性能。

3.2 催化性能分析金属功能化修饰后的介孔材料在液相催化反应中表现出良好的催化性能。

首先，修饰后的介孔材料具有较高的比表面积和丰富的活性位点，有利于反应物分子的吸附和活化；其次，金属与介孔材料之间的相互作用可提高催化剂的稳定性和选择性；此外，金属功能化修饰还可降低催化剂的失活速率，延长催化剂的使用寿命。

四、实验结果与讨论4.1 实验方法与数据通过一系列实验，我们研究了不同金属种类、浓度及修饰条件对介孔材料液相催化性能的影响。

实验数据表明，经过适当的金属功能化修饰，介孔材料的催化性能得到显著提高。

4.2 结果分析根据实验数据，我们分析了金属功能化修饰对介孔材料液相催化性能的影响机制。

新颖功能介孔金属氧化物的制备及其性能研究【摘要】：有序多孔材料具有大量纳米孔道,结构空旷,表面积巨大,在光、电、磁、催化、生物医药、传感和纳米工程等方面都有巨大潜在应用价值,已成为一个新兴的蓬勃发展的跨学科研究领域。

经过15多年的研究,一大批孔径可调,组成可变、形貌多样、孔道形状不一,且孔道排列方式多样化的新型介孔材料被不断的合成出来。

从起初的纯二氧化硅介孔分子筛到各种非硅骨架的介孔材料,从无机介孔骨架到无机.有机介孔骨架,再到纯有机骨架的介孔材料;从具有单一功能的介孔材料,到具有各种复合功能的介孔材料;从有机模板自组装合成法到无机模板浇铸法,另外到已开始出现的无机-有机混合模板法等,人们已经取得了很多突出的成绩。

然而,介孔材料的研究中仍然存在许多未知和不足需要我们探索和寻求解决之法。

开发简单、快速、经济、普适、易重复、能大规模生产高质量介孔材料的新方法,探索介孔材料本身的新功能,并不断推进介孔材料在各领域中的新应用,逐步实现介孔材料的实用化仍有大量的工作需要我们去做。

这个征途中充满了众多挑战和机遇。

有序介孔金属氧化物是目前广受关注的一大类新型介孔材料。

相对于二氧化硅材料,过渡金属氧化物常常是半导体材料,骨架组成中多存在多种变价的金属元素,许多金属氧化物本身既是很好的催化或光、电、磁等方面的优异材料。

合成大比面积,具有有序纳米孔道的介孔过渡金属氧化物材料可为介孔材料开辟新的应用领域,已经展示出硅基介孔材料所不能及的应用前景。

然而,金属氧化物的溶胶-凝胶过程难以控制,而且不同金属氧化物,其溶胶-凝胶过程千差万别。

采用合成介孔二氧化硅的策略来制备介孔金属氧化物,常常得到的是具有较低结晶度的孔壁,热稳定性和水热稳定性较差的介孔金属氧化物。

利用硬模板法可以成功获得多种介孔金属氧化物,然而现有的前驱物填充过程常常较为复杂或者使用大量有机溶剂,而且主要依靠模板的毛细管作用力,不能很好控制前驱物的填充方向,存在填充有效性较低等问题。

介孔结构金属氧化物的制备与应用
1诞生背景
近年来，随着纳米材料的兴起，越来越多的研究者开始深入研究具有复杂结构的多孔金属氧化物材料。

多孔金属氧化物材料因其独特的微观形貌，有着强的将介导属性和催化性能，在多电子能量转换系统中有广泛的应用，已得到广泛关注。

其中，介孔结构金属氧化物因其稳定性好、外延表界面孔结构复杂，在介催化氧化降解有机物中非常有效。

2制备方法
制备介孔结构金属氧化物的方法有很多种，其中包括动力学沉凝法、湿法和溶胶-凝胶法，等等。

动力学沉凝法是目前最常用的方法，它采用特定的溶液以原子的形式沉积在特定的表面，紧接着以低温的形式进行热研磨处理，使其产生多孔结构，此处还可以改变表界面构型，形成精细控制的多孔金属氧化物介孔结构。

3应用
介孔结构金属氧化物可用于多样的电催化过程，如电催化氧化降解、水热裂解和还原等。

例如，研究发现金属氧化物介孔结构可用于催化剂的制备，用来协助有机物进行氧化反应，降解有害物；也可用于融合存储和转换电能，作为电池、燃料电池及太阳能等电能转换器件中的电子传输层。

4结论
介孔结构金属氧化物具有多种制备方法和应用，具有很强的吸附性等优越性能，是一种非常好的催化剂和能源材料，可以用于多样的电催化过程中。

可见，介孔结构金属氧化物的研究仍有极大的潜力，未来的研究将会朝着更复杂的结构去探索，并开发出更优秀的性能。

《介孔材料的金属功能化修饰及其液相催化性能研究》篇一一、引言介孔材料因其独特的孔道结构和较大的比表面积，在催化、吸附、分离等领域有着广泛的应用。

近年来，通过金属功能化修饰的介孔材料，更是展现出了良好的液相催化性能。

本文将针对介孔材料的金属功能化修饰方法、其液相催化性能及具体应用展开深入研究，为相关研究领域提供理论支持和实践指导。

二、介孔材料的金属功能化修饰1. 金属前驱体的选择与制备金属前驱体的选择对介孔材料的金属功能化修饰至关重要。

常用的金属前驱体包括金属盐、金属有机化合物等。

在制备过程中，需根据实际需求选择合适的金属前驱体，并采用适当的合成方法，如浸渍法、共沉淀法等，将金属前驱体引入介孔材料中。

2. 金属功能化修饰的方法（1）化学还原法：通过还原剂将金属前驱体还原为金属单质或金属氧化物，实现对介孔材料的金属功能化修饰。

（2）共组装法：将金属前驱体与介孔材料的前驱体进行共组装，通过控制合成条件，使金属与介孔材料形成稳定的复合结构。

（3）后处理法：通过后处理的方式，将金属纳米粒子或金属离子负载到介孔材料的表面或孔道内，实现对介孔材料的金属功能化修饰。

三、液相催化性能研究1. 催化反应类型介孔材料的金属功能化修饰后，可应用于多种液相催化反应，如烃类氧化、水煤气变换反应、氢化等。

这些反应类型在石油化工、精细化工等领域具有广泛应用。

2. 催化性能表现经过金属功能化修饰的介孔材料在液相催化反应中表现出良好的催化性能。

其优势主要表现在以下几个方面：（1）高活性：金属功能化修饰后的介孔材料具有较高的催化活性，能够降低反应的活化能，提高反应速率。

（2）高选择性：通过对金属及介孔材料的合理设计，可以实现目标产物的选择性提高，降低副产物的生成。

（3）良好的稳定性：介孔材料具有较高的热稳定性和化学稳定性，使得其在液相催化反应中具有良好的稳定性。

四、应用实例分析以烃类氧化反应为例，介绍介孔材料的金属功能化修饰及其液相催化性能的具体应用。

文章编号：1004-1656（2013）02-0137-09SBA-15固载金属氧化物介孔材料的研究进展吴海燕，张冰冰，陈雅，战明哲，郑修成*（郑州大学化学与分子工程学院，郑州450001）摘要：介孔分子筛SBA-15具有独特的物理化学性质和广阔的应用前景，成为目前众多研究领域的一个研究热点。

本文结合我们自己的工作和国内外相关研究，较全面地阐述了近年来几种SBA-15固载金属氧化物介孔材料的研究状况，并展望了今后其研究、发展方向和应用前景。

关键词：SBA-15；氧化物；介孔材料；进展中图分类号：O643.36文献标志码：AR＆D of SBA-15based mesoporous materials modified with metal oxidesWU Hai-yan，ZHANG Bing-bing，CHEN Ya，ZHAN Ming-zhe，ZHENG Xiu-cheng*（College of Chemistry and Molecular Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou Henan450001，China）Abstract：Mesoporous molecular sieve SBA-15，which is by far the largest pore-size mesoporous material with highly ordered hexa-gonally arranged mesochannels，thick walls，adjustable pore size，high hydrothermal and thermal stability，is hoped to be widely used in many application fields.In this review，the research development of SBA-15based mesoporous materials modified with various metal oxides based on the work of our group and other researchers is reviewed.Finally，the trend and direction of R＆D for the sys-tem are also presented and prospected..Key words：SBA-15；metal oxide；mesoporous materials；progress介孔分子筛SBA-15具有孔径大、孔壁厚等优点，同时在一定程度上弥补了常规介孔分子筛热稳定性和水热稳定性差的缺陷，有望在催化、生物分离、分子组装、色谱载体等方面得到应用，因而被Zhao等［1］1998年首次制备出以来，引起了人们极大的兴趣，成为近年来的研究热点之一。

介孔过渡金属氧化物的合成、改性及在水处理中应用研究杨建瑞;隋铭皓【摘要】介孔过渡金属氧化物以较大的孔径和比表面积、多变价态和多活性位点等优势得到广泛关注.介绍了介孔过渡金属氧化物的发展现状,简述了以模板法为代表的合成及改性方法,并从催化、吸附和消毒3个方向简述了其在水处理中的应用及研究展望.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2016(035)001【总页数】5页(P28-32)【关键词】介孔过渡金属氧化物;模板法;催化氧化;吸附【作者】杨建瑞;隋铭皓【作者单位】同济大学环境科学与工程学院,上海200092;同济大学环境科学与工程学院,上海200092【正文语种】中文【中图分类】X703自1992年Mobil公司首次制备成功后[1]，介孔材料快速发展。

据国际纯粹和应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC)的定义，多孔材料根据孔径大小可以分为微孔、介孔(中孔)和大孔材料3种，大孔材料孔径大于50 nm，微孔材料孔径小于2 nm，介孔材料孔径介于两者之间。

介孔材料具有大比表面积(1000 m2/g左右)、大吸附容量、孔径较大且均一可调、易进行有机官能化、维度有序等优点，提供了与有机分子相适应的纳米轨道，被广泛应用到医药、环境保护等领域[2～4]。

按照化学组成，有序介孔材料可分为硅基和非硅基介孔材料两大类，非硅基介孔材料主要指以磷酸盐、过渡金属氧化物、介孔炭及硫化物为骨架的介孔材料。

本文主要介绍与过渡金属氧化物有序介孔材料相关的内容。

介孔材料具有很多优异性能，但硅基介孔材料的晶格缺陷少、表面酸性中心浓度低且酸性很弱等缺点仍限制了其在相关领域的应用。

过渡金属以其特殊的轨道电子排序从而具有可变价态，在诸多领域具有明显的优势。

近年来，各种介孔过渡金属氧化物如等先后以不同的方法合成并结晶。

晶态孔壁的介孔过渡金属氧化物具有良好的热稳定性和机械稳定性，同时，有特殊催化作用的电子轨道及晶格缺陷、独特的网络结构和导电光学特性使得介孔材料在催化、吸附、电磁及太阳能[2, 6～10]等领域表现出潜在的应用价值。

SBA-15Co3O4的合成和表征齐亚楠摘要：SBA-15Co3O4的合成可以通过先合成有序介孔二氧化硅SBA15做为模板，之后在其孔道内填充金属氧化物前驱体，再高温分解可以制备介孔金属氧化物SBA-15 Co3O4，二氧化硅模板可通过HF或热的NaOH 溶液除去。

本实验选用的表征方法为X射线衍射技术和N2吸附-脱附表征技术。

关键字：介孔金属氧化物，合成，XRD，N2吸附脱附1.引言介孔材料因其具有较大的比表面积、规则有序的孔道结构、孔径大小连续可调等特点，使其在很多微孔分子筛难以完成的大分子的吸附、分离，尤其在催化反应中发挥作用。

Ryoo等人首先提出了硬模板法，用于制备介孔碳【1】，一些介孔金属，硫化物，氮化物，氧化物，大多这些介孔材料的孔壁被破坏，而且合成机理未被广泛讨论过。

近来，研究人员们提出了用硬模板法合成金属氧化物得方法，其中合成的金属氧化物是单晶态的。

介孔金属氧化物Co3O4是被广泛研究的金属氧化物之一。

Zhao et al. 和S chüth 等人通过注入法，用功能性的介孔二氧化硅为模板制备Co3O4[2,3]。

Zhouet 等人. 用固-液途径制备介孔Co3O4 并且产物主要是单晶[4].介孔Co3O4的合成机理已经被研究过，人们认为决定复制体孔道结构的因素有结晶条件，模板的孔径，孔和前驱体之间的相互关联性。

多种介孔二氧化硅可用做合成介孔金属或金属氧化物的模板，其中一个典型的例子就是SBA-15，它的六方排列的孔道间有小的微孔彼此连接。

通常，这种合成方法是用介孔二氧化硅为硬模板，将可溶性的金属或金属氧化物前驱体导入其中，之后通过高温分解可得到金属或金属氧化物与硅的复合材料。

二氧化硅模板可通过HF或热的NaOH溶液除去，从而得到具有介孔结构的目标化合物。

制得的介孔金属或金属化合物由于同样具备较大的比表面积和规则的孔道结构，在催化、电化学、气体感应等方面具有广阔的应用。

这种硬模板法为合成多种介孔过渡金属氧化提供了新方法。