鉬基二氧化硅納米復(fù)合材料的合成與性能研究.pdf

1、以納米鉬酸鹽和鉬氧化物為代表的納米鉬基化合物因具有優(yōu)良的性能而備受關(guān)注。其中白鎢礦結(jié)構(gòu)的鉬酸鹽具有光致發(fā)光特性，三氧化鉬具有催化活性，但二者分別存在熒光強(qiáng)度不高、易團(tuán)聚失活的問題。二氧化硅具有光學(xué)透明、化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定等特點(diǎn)，將鉬基化合物與二氧化硅復(fù)合，有望提高鉬基化合物的熒光、催化等性能。由于復(fù)合納米材料的結(jié)構(gòu)對(duì)性能也有很大影響，制備不同結(jié)構(gòu)的鉬基二氧化硅復(fù)合納米材料對(duì)提高鉬基化合物的性能具有重要的意義。
　　本文采用反相微乳液

2、法，合成了核殼(@)、葡萄干-小面包(R-)、空心(◎)三種結(jié)構(gòu)類型的鉬基二氧化硅復(fù)合材料，研究了各結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理和性能，比較了葡萄干-小面包結(jié)構(gòu)和空心結(jié)構(gòu)的催化活性。同時(shí)將各結(jié)構(gòu)的合成方法擴(kuò)展到鎢基、釩基二氧化硅納米復(fù)合材料的合成中。
　　合成了核殼BaMoO4@SiO2納米復(fù)合材料，研究了SiO2包覆對(duì)BaMoO4熒光性能的影響，發(fā)現(xiàn)SiO2包覆可以顯著增強(qiáng)BaMoO4的熒光強(qiáng)度。隨著SiO2殼厚度的增加，熒光強(qiáng)度呈先升后降的

3、趨勢(shì)，這種變化是由于SiO2殼可以彌補(bǔ)BaMoO4的表面缺陷從而增強(qiáng)熒光量子產(chǎn)率，但同時(shí)也會(huì)吸收入射光和發(fā)射光，且吸收強(qiáng)度隨著殼的增厚而增加。由于量子尺寸效應(yīng)，BaMoO4熒光主峰進(jìn)入紫外區(qū)。該方法可推廣用于其他白鎢礦鉬酸鹽和鎢酸鹽的SiO2包覆。
　　合成了葡萄干-小面包結(jié)構(gòu)MoO3/SiO2納米復(fù)合材料(R-MoO3/SiO2)，外徑23±2nm，內(nèi)核MoO3粒徑為1.0±0.2nm，MoO3的大小取決于多孔復(fù)合材料的孔徑。依

4、據(jù)R-MoO3/SiO2的合成機(jī)理合成了R-WO3/SiO2和R-V2O5/SiO2復(fù)合材料。以苯甲醛和乙二醇的催化縮合為模型反應(yīng)，在R-MoO3/SiO2用量1.1mol％、溫度110℃、時(shí)間2h條件下苯甲醛轉(zhuǎn)化率達(dá)98.2％，縮醛產(chǎn)物選擇性100％，TOF為44.6h-1，且循環(huán)5次催化活性無降低。其原因在于復(fù)合材料的超小尺寸以及結(jié)構(gòu)中多個(gè)活性位點(diǎn)的集合效應(yīng)。
　　基于正負(fù)電荷之間的靜電引力，采用帶電雙功能配體合成空心結(jié)構(gòu)Mo

5、O3◎SiO2納米復(fù)合材料，用苯甲醛與乙二醇的縮醛反應(yīng)比較MoO3◎SiO2和R-MoO3/SiO2的催化活性。在催化劑用量1.1mol％、溫度75℃、時(shí)間2h條件下，空心MoO3◎SiO2和R-MoO3/SiO2催化苯甲醛轉(zhuǎn)化率分別為85.0％和73.0％(選擇性均為100％)，TOF分別為38.6h-1和33.2h-1，這可歸因于空心材料的高比表面積和短擴(kuò)散路徑。根據(jù)空心結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理，合成了一系列空心含氧酸鹽、金屬、金屬氧化物和量