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铁层离-柱撑蒙脱石的结构初探

矿物岩石 2005年第3期25卷 37-40页

作者：袁鹏王辅亚肖万生吴大清杨丹何宏平中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640

利用低角度X射线衍射分析、红外光谱、比表面积及孔结构分析,研究铁柱撑蒙脱石的结构特性,结果显示:经柱撑处理后的蒙脱石以层离结构为主,同时含有部分柱撑蒙脱石结构。前者为粘土片层与铁离子水解产生的聚合羟基铁的簇状物堆垛而成的... 详细信息

利用低角度X射线衍射分析、红外光谱、比表面积及孔结构分析,研究铁柱撑蒙脱石的结构特性,结果显示:经柱撑处理后的蒙脱石以层离结构为主,同时含有部分柱撑蒙脱石结构。前者为粘土片层与铁离子水解产生的聚合羟基铁的簇状物堆垛而成的卡房状孔结构,与XRD图上低角度衍射峰对应;后者则与(001)衍射峰对应。与柱撑结构不同,层离结构中,大量阴离子(NO3-)能够作为平衡铁水解聚合物正电荷的反离子而较稳定地存在,研究还发现铁层离-柱撑蒙脱石具有作为新型催化剂、吸附剂应用的前景。

关键词：蒙脱石层离结构柱撑结构柱撑粘土

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铁层离-柱撑蒙脱石的结构初探

铁层离-柱撑蒙脱石的结构初探

一种钡金属有机框架材料的合成及其晶体结构和发光性能的研究

2005年全国矿物科学与工程学术会议

作者：袁鹏王辅亚肖万生吴大清杨丹何宏平中国科学院广州地球化学研究所

利用低角度X射线衍射分析、红外光谱、比表面积及孔结构分析,研究铁柱撑蒙脱石的结构特性,结果显示:经柱撑处理后的蒙脱石以层离结构为主,同时含有部分柱撑蒙脱石结构。前者为粘土片层与铁离子水解产生的聚合羟基铁的簇状物堆垛而成的卡房状孔结构,与XRD图上低角度衍射峰对应;后者则与(001)衍射峰时应。与柱撑结构不同,层离结构中,大量阴离子(NO)能够作为平衡铁水解聚合物正电荷的反离子而较稳定地存在,研究还发现铁层离-柱撑蒙脱石具有作为新型催化剂、吸附剂应用的前景。

关键词：蒙脱石层离结构柱撑结构柱撑粘土

来源： cnki会议评论

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人工晶体学报 2022年第8期51卷 1370-1377页

作者：张文谦孙威曹铎牛亚杰吴文荣王东飞信阳农林学院制药工程学院信阳464000 信阳农林学院规划与设计学院信阳464000

金属有机框架(MOFs)因其独特的结构和在晶体工程与材料科学领域中的潜在应用而成为研究热点。目前,大多数MOFs都以过渡金属为中心,而具有特殊构型的第Ⅱ主族金属(碱土金属)受到的关注则相对较少。本文采用溶剂热法,以异烟酸氮氧化物(HI... 详细信息

金属有机框架(MOFs)因其独特的结构和在晶体工程与材料科学领域中的潜在应用而成为研究热点。目前,大多数MOFs都以过渡金属为中心,而具有特殊构型的第Ⅱ主族金属(碱土金属)受到的关注则相对较少。本文采用溶剂热法,以异烟酸氮氧化物(HINO)为有机配体,与二水合氯化钡(BaCl_(2)·2H_(2)O)金属盐合成了一种新型的三维Ba(Ⅱ)-MOF材料[Ba(INO)_(2)]_(n)。通过单晶X射线衍射、X射线粉末衍射、红外光谱、元素分析、热重分析、荧光光谱等测试对该Ba-MOF进行了结构和性能表征。单晶X射线衍射结果表明:[Ba(INO)_(2)]_(n)为单斜晶系,Cc空间群,晶胞参数为a=1.63614(7)nm,b=1.12635(4)nm,c=0.74240(3)nm,中心离子Ba(Ⅱ)为高配位数的九配位变形三帽三角棱柱体几何构型。[Ba(INO)_(2)]_(n)结构中的Ba—O一维链由B型INO配体连接形成二维平面层结构,再由A型INO配体沿着4个方向延伸连接形成三维框架。然而有趣的是,当Ba—O一维链直接由A型INO配体连接时即可形成三维微孔框架,而B型INO配体则进一步撑起该三维框架形成坚实稳定的柱撑结构。[Ba(INO)_(2)]_(n)表现出良好的热稳定性。此外,固态荧光测试显示,在330 nm紫外光激发下,[Ba(INO)_(2)]_(n)发出395 nm的蓝光,相比于HINO配体的437 nm最大发射峰,出现了明显的蓝移,这是由INO配体与Ba(Ⅱ)金属离子之间的电荷转移导致的。

关键词：钡(Ⅱ)金属有机框架高配位数金属几何构型柱撑结构热稳定性发光性能

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铁盐水解法制备铁层柱蒙脱石及其结构特性研究

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矿物岩石地球化学通报 2007年第2期26卷 111-117页

作者：袁鹏杨丹陶奇 Fa■za Bergaya 何宏平朱建喜周琴中国科学院广州地球化学研究所 Centrede Recherche sur la Matière Divise CNRS-Universitd'Orlansrue de La FrollerieOrlans Cedex245071

利用低角度X射线衍射、红外光谱、喇曼光谱及孔结构分析,研究了用铁盐水解法制备的铁层柱蒙脱石的结构与性质。所制得的铁层柱蒙脱石以介孔型层离结构为主,微孔型柱撑结构为辅。前者为蒙脱石片层与铁离子水解产生的聚合羟基铁簇合物堆... 详细信息

利用低角度X射线衍射、红外光谱、喇曼光谱及孔结构分析,研究了用铁盐水解法制备的铁层柱蒙脱石的结构与性质。所制得的铁层柱蒙脱石以介孔型层离结构为主,微孔型柱撑结构为辅。前者为蒙脱石片层与铁离子水解产生的聚合羟基铁簇合物堆垛而成的卡房状结构,与d值为6.4±1.0nm的X射线衍射宽峰相对应;微孔型柱撑结构则与d值约1.5nm的(001)衍射峰相对应。所合成的系列铁层柱蒙脱石中最大的比表面积和孔容分别为215.7m2/g和0.291mL/g。500℃热处理后,仍保存铁层柱蒙脱石的介孔结构。铁层柱蒙脱石富含阴离子(NO3-),并作为平衡铁水解聚合物正电荷的反离子而稳定存在,可为磷钨酸离子[PW12O40]3-所交换。铁层柱蒙脱石的新型结构和特殊性质在催化剂、载体与吸附剂等领域具新的应用前景。

关键词：蒙脱石层离结构柱撑结构柱撑粘土

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聚苯胺炭柱撑石墨烯复合材料的制备及其电化学性能的研究

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无机材料学报 2019年第2期34卷 145-151页

作者：胡茜刘洪波夏笑虹谷智强湖南大学材料科学与工程学院长沙410082 湖南大学先进炭材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

通过真空抽滤诱导自组装及热解还原处理,制备出具有柱撑结构的聚苯胺炭/石墨烯复合材料(PGR)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱(XPS)和电化学测试等表征技术考察了聚苯胺单体(AN)与氧化石墨烯(GO)质量比对PGR... 详细信息

通过真空抽滤诱导自组装及热解还原处理,制备出具有柱撑结构的聚苯胺炭/石墨烯复合材料(PGR)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱(XPS)和电化学测试等表征技术考察了聚苯胺单体(AN)与氧化石墨烯(GO)质量比对PGR结构和电化学性能的影响。结果表明,聚苯胺炭均匀分布在石墨烯(GR)片层间形成三维导电网络,有效地增大了GR的层间距,且实现了氮掺杂,显著提高了GR的结构稳定性和电化学性能; AN与GO质量比为1:1时制备的样品PGR1在100 mA/g电流密度下的首次脱锂比容量为653 mAh/g,当电流密度增大至1 A/g时,仍具有高达343 mAh/g的脱锂比容量,远高于GR的脱锂比容量(101 mAh/g),表现出优异的倍率性能。

关键词：石墨烯聚苯胺柱撑结构锂离子电池负极材料

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炭柱撑石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究

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炭柱撑石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究

作者：胡茜湖南大学

学位级别：硕士

新能源汽车的发展和电子设备的普及对锂离子电池的能量密度、倍率性能和循环寿命等方面提出了更高的要求。因此,设计和制备高性能的锂离子电池电极材料便显得尤为重要。石墨烯由于具有超大的比表面积、超高的电导率和超高的电子迁移率... 详细信息

新能源汽车的发展和电子设备的普及对锂离子电池的能量密度、倍率性能和循环寿命等方面提出了更高的要求。因此,设计和制备高性能的锂离子电池电极材料便显得尤为重要。石墨烯由于具有超大的比表面积、超高的电导率和超高的电子迁移率等特点,成为了当前锂离子电池和超级电容器等储能材料的研究热点。若以石墨烯直接用作锂离子电池负极材料,则会存在不可逆容量大、首次库伦效率低、倍率性能和循环性能差等问题。基于此,本文以化学氧化法制备的氧化石墨烯(GO)为基体材料,利用GO丰富的化学修饰和诱导自组装特性,以多种聚合物为炭前驱体,通过诱导自组装、热解还原等工艺制备出具有柱撑结构的炭/石墨烯复合材料。研究了表面活性剂改性、炭前驱体的种类及炭前驱体与GO质量比对炭柱撑石墨烯复合材料结构和电化学性能的影响。具体的研究内容及结果如下:(1)以GO、丙烯酸为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,通过溶液蒸发诱导自组装及热解还原处理,成功制备出聚丙烯酸炭柱撑石墨烯复合材料(PAGR)和聚丙烯酸炭柱撑改性石墨烯复合材料(CT-PAGR)。对比分析了纯石墨烯(GR)、PAGR和CT-PAGR的结构和电化学性能,探讨了CTAB对PAGR复合材料结构与电化学性能的影响。结果表明,聚丙烯酸炭的柱撑作用明显提高了石墨烯的电化学性能。PAGR在100 mA/g电流密度下的首次可逆比容量为411mAh/g,首次库伦效率为52.6%,均优于GR的首次可逆比容量和首次库伦效率(340 mAh/g,48.6%)。添加CTAB改性后得到CT-PAGR复合材料,100 mA/g电流密度下的首次可逆比容量仅为302 mAh/g,首次库伦效率仅为31.5%,远低于GR和PAGR。说明CTAB降低GO亲水性后降低了PAGR复合材料的均匀性,且同时采用两种聚合物作为炭支柱前驱体时,电化学性能较差。(2)以高氮含量的小分子三聚氰胺为炭前驱体,三聚氰胺利用π-π键吸附在GO表面和层间,经过超声分散、溶液蒸发诱导自组装及热解还原处理后,制备出三聚氰胺炭柱撑石墨烯复合材料(MGR)。MGR中的氮原子含量为8.43 atom%,其中吡啶氮含量接近50%,高于大多数氮掺杂石墨烯中的氮含量。以MGR为锂离子电池负极材料,表现出了较高的比容量和倍率性能,100 mA/g电流密度下的首次可逆比容量为512 mAh/g,首次库伦效率为57.2%,当电流密度增大至1A/g时,仍具有272 mAh/g的可逆比容量。由于三聚氰胺是一种小分子有机物,炭化收率低,位于石墨烯片层间起柱撑作用的三聚氰胺炭较少,因此,MGR的结构稳定性和循环性能较差。(3)采用高氮含量的高分子聚苯胺为炭前驱体,通过真空抽滤诱导自组装及热解还原处理,成功制备出具有柱撑结构的聚苯胺炭/石墨烯复合材料(PGR),考察了聚苯胺单体(AN)与GO质量比对PGR复合材料结构和电化学性能的影响。结果表明,聚苯胺炭的柱撑作用明显提高了GR的结构稳定性和电化学性能。AN与GO质量比为1:1时制备的样品PGR1在100 mA/g电流密度下的首次脱锂比容量为653 mAh/g,当电流密度增大至1 A/g时仍具有高达343 mAh/g的脱锂比容量,超过纯石墨烯样品脱锂比容量(101 mAh/g)的3倍,具有优异的倍率性能。

关键词：锂离子电池负极材料石墨烯热解炭柱撑结构

柱撑型可见光响应MOFs的合成、表征及光催化性质研究

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柱撑型可见光响应MOFs的合成、表征及光催化性质研究

作者：刘月东北师范大学

学位级别：硕士

金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)材料作为一种新型的多功能分子基材料,受到了众多科研工作者的青睐。MOFs材料因其独特的结构和性能优势,如孔道结构规整、孔尺寸可调、比表面积大、有机配体及金属中心易功能化,在气体储... 详细信息

金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)材料作为一种新型的多功能分子基材料,受到了众多科研工作者的青睐。MOFs材料因其独特的结构和性能优势,如孔道结构规整、孔尺寸可调、比表面积大、有机配体及金属中心易功能化,在气体储存分离、荧光、磁性及催化等诸多领域展现了多样的功能性。近年来,开发具有可见光响应的MOFs材料以及扩展MOFs材料在人工光合成方面的应用逐渐成为研究的热点。本研究利用蒽基吡啶配体作为光捕获单元构筑了两个同构的具有宽谱带可见光响应的柱撑型MOFs材料-NNU-35(Zn/Cd)。通过单晶和粉末X射线衍射、热重、红外、紫外、稳态荧光、电子顺磁共振等表征手段,证实所制备MOFs材料受可见光激发形成的电荷空穴分离态以配体有机自由基的形式存在。利用这一光生电荷特性,在本论文第二章工作中我们将NNU-35(Zn)应用于可见光引发的原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization, ATRP)反应中;而在第三章工作中,我们利用可见光活性的NNU-35(Cd)进行了光催化降解有机染料的研究。具体工作如下：1.利用交叉偶联反应合成了中性有机配体9,10-二(乙炔基吡啶)蒽;并选用1,4-对苯二羧酸作为辅助配体,与Zn2+以混配的方式构筑了新型的柱撑MOFs材料NNU-35(Zn)。分子式为{Zn(bdc)(L1)}2·DMF,结晶于单斜晶系,C2/c空间群。该结构以“柱撑”为特色,Zn2+和二酸形成二维层状结构单元,直线型双吡啶含氮配体在层间起到柱撑作用形成三维骨架结构。光谱研究表明,NNU-35(Zn)可在很宽的可见光范围内接受激发而产生光生电荷,由此我们创新性地尝试利用NNU-35(Zn)作为光敏剂诱导原子转移自由基聚合。实验表明,在室温可见光激发下,该MOFs材料可以有效的将二价铜配合物还原成具有催化活性的一价铜配合物,从而引发对丙烯酸酯类单体的可控聚合。结果显示所制得的聚合物具有较窄的分子量分布,同时链端活性基团可以有效保留,从而使聚合反应可以随着单体的加入继续进行。此外,光引发聚合反应的开启与停止能够通过光源的开启与关闭方便控制。该工作为光活性MOFs材料在光引发可控自由基聚合领域的应用提供了新的研究思路。2.利用柱撑策略,在不同的实验条件下通过金属取代制备了与NNU-35(Zn)同构的金属有机骨架材料NNU-35(Cd)。以NNU-35(Cd)作为光催化剂,我们研究了该MOFs光催化剂在水中对不同环境污染物-有机染料的光催化降解能力。实验结果表明,在可见光照射下,NNU-35(Cd)可以高效催化亚甲基蓝、罗丹明B等有机染料的降解。NNU-35(Cd)不仅具有较好的光催化活性,且能够多次循环利用。

关键词：金属有机骨架材料柱撑结构可见光活性原子转移自由基聚合光催化