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《东北师范大学》 2012年
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基于多金属氧酸盐的微米管的制备和功能性质研究

申燕  
【摘要】:本论文选择具有工业催化应用背景的经典Keggin型多金属氧酸盐(POM)为基质,利用一种简便的无模板水溶液合成法,制备出四种Keggin型POM微米管:金属阳离子Zn~(2+)和Cd~(2+)调变的Keggin型POM微米管;生物活性分子掺杂的Keggin型POM微米管;Mo/V取代的Keggin型POM微米管;Keggin型杂多蓝微米管。探讨了Keggin型POM微米管的合成条件,生长机理,化学性质和物理性质。 1、过渡金属阳离子具有丰富多彩的物理化学性质,将其引入POM微米管中,替换部分K+和Na+离子,从而可以将过渡金属的性质引入到POM微米管中。基于这一反应原理,我们制备了Zn~(2+)和Cd~(2+)离子调变的Zn-SiW_(12)和Cd-SiW_(12)微米管。将得到的Zn-SiW_(12)和Cd-SiW_(12)微米管用8-羟基喹啉(Q)乙醇溶液处理后,测定了其荧光发射光谱,显示出ZnQ_2和CdQ_2的荧光特性。 2、在对POM微米管生长机理的研究中我们发现,在适当的条件下可以将有机组分掺杂于Keggin型多酸微米管,从而将掺杂剂的性质引入到POM微米管中。我们在微米管生长过程中掺杂了抗坏血酸(AA)和L-半胱氨酸(Lcys),AA和Lcys的含量在一定范围内可以进行调控。得到的AA-SiW_(12)和Lcys-SiW_(12)微米管对氨气具有敏感变色性质。 3、Keggin型杂多钨硅酸盐中的W原子可以被Mo和V原子等过渡金属原子所取代,取代后的POM的电化学性质和电催化性质将会明显不同于全钨系列的POM。我们利用单缺位杂多钨硅酸盐在酸性介质中不稳定并且在有Mo和V存在时容易生成Mo和V取代的POM的化学性质,以单缺位杂多钨硅酸盐为原料制备出Mo和V取代的Keggin型SiW_(11)Mo和SiW_(11)V微米管,研究了所制备的微米管的氧化还原性。 4、氧化态的多金属氧酸盐具有接受电子的能力而生成还原态的杂多蓝(HPB)。我们利用这一性质制备了SiW_(12)-HPB和SiMoVW_(11)微米管。所制备的微米管作为电子给体,可以将氧化还原电势匹配的金属阳离子(如贵金属阳离子)原位还原成金属纳米粒子而负载于管体上。应用此方法合成的金属纳米粒子尺寸分布较为一致且分散均匀。固载金属纳米粒子的微米管可以作为催化剂,对于一些有机反应,如烯烃环氧化和氢化、醇的氧化等有着很好的选择性和转化率。 本论文中所制备的微米管材料不仅结合了POM的优良物理化学性能而且还发挥了中空结构的特点,在光电信息材料、催化剂、分子吸收剂、微反应器、生物传感器和气体传感器等方面显示出潜在的应用前景。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O611.4

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