تعديل أسلوب الترسيب الكيميائي لتوليف Nb2س5 محفزات النيكل الأكبر مع ارتفاع المساحة المحددة
Summary
ويرد على بروتوكول لتوليف ني مثل الأسفنج وإضعاف مثل1-xNbسس جسيمات نانوية بالترسيب الكيميائي.
Abstract
علينا أن نظهر طريقة لتجميع المواد الحفازة Nb1-سسسني مع النانو مثل الأسفنج والشبيهة بإضعاف. باختلاف نسبة Nb:Ni، سلسلة من نيسملحوظة:1-سس جسيمات نانوية مع مختلف التراكيب الذرية (x = 0.03 0.08، 0.15 و 0.20) قد أعدت بالترسيب الكيميائي. هذه نيسملحوظة:1-سس المحفزات تتسم حيود الأشعة السينية والأشعة السينية النانومترية التحليل الطيفي والميكروسكوب الإلكتروني المسح. وكشفت الدراسة مظهر مثل الأسفنج والشبيهة بإضعاف من ملاحظة:0.03س ني0.97وني0.92Nb0.08س على سطح NiO، ومساحة أكبر من هذه نيسملحوظة:1-سس المواد الحفازة، بالمقارنة مع معظم NiO. يمكن الحصول على الحد الأقصى للمساحة السطحية من 173 م2/g ني0.92Nb0.08س المواد الحفازة. وبالإضافة إلى ذلك، حققت هيدروكونفيرسيون الحفاز للمركبات المشتقة من اللجنين باستخدام المركبة ني0.92Nb0.08س المواد الحفازة.
Introduction
إعداد نانومترى تلقي اهتماما متزايداً بسبب تطبيقها حاسما في مجال مختلف. قد وضعت1،2،3،4،،من56 طرق مختلفة لإعداد جسيمات نانوية أكسيد ني-ملحوظة:-O مختلطة، مثل أسلوب خلط الجافة،7، طريقة التبخر 8 ،10،9،،من1113 12،سول الأسلوب هلام، طريقة التحلل الحراري14 ،15 و الاحتراق التلقائي. 16 في طريقة تبخر نموذجية9، المحاليل التي تحتوي على القدر المناسب من السلائف معدنية، النيكل نترات الأمونيوم وسداسي هيدرات النيوبيوم أكسالات كانت ساخنة في 70 درجة مئوية. بعد إزالة المذيبات وتجفيف المزيد والإحراق، وحصل على الأكاسيد المختلطة. يحمل هذه العوامل الحفازة أكسيد نشاط الحفاز ممتاز والانتقائية نحو dehydrogenation عنصر مؤكسد (وده) من الإيثان، الذي يتصل بإعادة ترتيب الإلكترونية والهيكلية الناجمة عن إدراج الاتصالات النيوبيوم في ظاهرتي شعرية . 11 إدراج ملحوظة يقلل جذريا الأنواع الأكسجين اليكتروفيليك، ومسؤولة عن ردود فعل أكسدة الإيثان12. كنتيجة لذلك، قد تم القيام به ملحقات لهذا الأسلوب في إعداد أنواع مختلفة من أكاسيد ني لي س مختلطة، حيث لي = لي وال، Ga، Ti وملغم تا. 13 أنها وجدت أن الاختلاف من المعادن دوبانتس يمكن أن يغير الجذور الأكسجين اليكتروفيليك وغير انتقائية لظاهرتي، وبالتالي بانتظام ضبط النشاط وده وانتقائية تجاه الإيثان. ولكن عموما المساحة السطحية لهذه الأكاسيد نسبيا الصغيرة (< 100 م2/g)، بسبب فصل المرحلة الممتدة وتشكيل كبيرة ملحوظة2س5 بذر بلوري، ومما أعاق استخداماتها في غيرها الحفاز التطبيقات.
الجافة خلط الأسلوب، يعرف أيضا باسم أسلوب طحن الجوامد، أسلوب استخداماً آخر لإعداد المواد الحفازة أكسيد مختلط. حيث يتم الحصول على المواد الحفازة بطريقة خالية من المذيبات، يوفر هذا الأسلوب بديلاً واعداً الخضراء والمستدامة في التحضير لأكسيد مختلط. أعلى المساحة السطحية التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة هو 172 م2/g لني80Nb20 في تكليس درجة حرارة 250 درجة مئوية. 8 هذا الأسلوب الحالة الصلبة غير موثوقة كما كواشف مختبر غير مختلطة جيدا على المقياس الذري. ولذلك، بتحكم أفضل في التجانس الكيميائية وتوزيع حجم الجسيمات محددة ومورفولوجيا، أساليب أخرى مناسبة لإعداد ني-ملحوظة:-O مختلطة أكسيد لا يزال يجري البحث عن جسيمات نانوية. 7
بين استراتيجيات مختلفة في التنمية لجسيمات نانوية، الترسيب الكيميائي كإحدى الطرق الواعدة لتطوير نانوكاتاليستس، حيث أنه يسمح ترسيب كاملة من الأيونات المعدنية. أيضا، تعد جسيمات نانوية من أعلى المناطق السطحية عادة باستخدام هذا الأسلوب. لتحسين خصائص الحفاز لجسيمات نانوية ني-ملحوظة:-O، نحن هنا تقرير البروتوكول المتعلق بتجميع سلسلة من المواد الحفازة أكسيد ني-ملحوظة:-O مختلطة مع مساحة سطح عالية بطريقة الترسيب الكيميائي. ونحن تبين أن نسبة المولى Nb:Ni عاملاً حاسما في تحديد النشاط الحفاز من الأكاسيد نحو هيدروديوكسيجينيشن المركبات العضوية المشتقة من اللجنين. مع نسبة عالية من Nb:Ni أعلاه 0.087، شكلت الخاملة نينب2س6 الأنواع. يسلك الهياكل الشبيهة بإضعاف نانوشيتس ني0.92Nb0.08س، الذي كان أكبر مساحة السطح (م 1732/g)، وأظهرت النشاط أفضل وانتقائية تجاه هيدروديوكسيجينيشن انيسول إلى الحلقي.
Protocol
Representative Results
Discussion
إحدى الطرق الشائعة لإعداد nanoparticles أكسيد النيوبيوم النيكل يخدر الجزء الأكبر أسلوب التبخير الدوارة. 9 باستخدام مختلف ظروف الضغط ودرجة الحرارة أثناء عملية الروتاري التبخر، هطول الأمطار ني-ملحوظة:-O جزيئات التجارة مع إزالة المذيبات بطيئة. على النقيض من الأسلوب تبخر دوارة، تلقت ط?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونعترف مع الامتنان الدعم المالي المقدم من “البحوث الرئيسية الوطنية” والبرنامج الإنمائي لوزارة العلوم والتكنولوجيا الصينية (2016YFB0600305)، و “مؤسسة العلوم الطبيعية الصينية الوطنية” (رقم 21573031 و 21373038)، وبرنامج للمواهب الممتازة في مدينة داليان الساحلية (2016RD09) والتكنولوجية والتعليم العالي معهد هونغ كونغ (THEi SG1617105 و THEi SG1617127).
Materials
| Niobium(V) oxalate hydrate, 98% | Alfa | L04481902 | |
| Nickel nitrate hexahydrate, 99% | Aladdin | N108891 | |
| Sodium hydroxide, 98% | Aladdin | S111501 | |
| Ammonium hydroxide, 23-25% | Aladdin | A112077 | |
| Anisole, 99% | Sinopharm | 81001728 | |
| Diphenyl ether, 98% | Aladdin | D110644 | |
| Phenol, 98% | Sinopharm | 100153008 | |
| 2-Methoxyphenol, 98% | Sinopharm | 30114526 | |
| Vanillin, 99.5% | Sinopharm | 69024316 | |
| Potassium hydroxide, AR | Aladdin | P112284 | |
| N,N-Dimethylformamide, 99.5% | Sinopharm | 40016462 | |
| 2-Bromoacetophenone,98% | Aladdin | B103328 | |
| Diethyl ether,99.5% | Sinopharm | 10009318 | |
| Decane,98% | Aladdin | D105231 | |
| Dodecane,99% | Aladdin | D119697 | |
| Niobic acid | CBMM | 1313968 | |
| Heating and Drying Oven | DHG Series (shanghai jinghong laboratory instrument co. ltd) | ||
| Autoclave Reactor | CJF-0.05—0.1L (Dalian Tongda Equipment Technology Development Co., Ltd) | ||
| Tube furnace | SK2-1-10/12 (Luoyang Huaxulier Electric Stove Co., Ltd) | ||
| Heating magnetic stirrer | DF-101 (Yu Hua Instrument Co. Ltd.) | ||
| Rotary evaporator | RE-3000A (Shanghai Yarong Biochemical Instrument Factory) | ||
| Synthetic air | |||
| Hydrogen gas | |||
| Argon gas |
References
- Zhou, Y., Yang, M., Sun, K., Tang, Z., Kotov, N. A. Similar topological origin of chiral centers in organic and nanoscale inorganic structures: effect of stabilizer chirality on optical isomerism and growth of CdTe nanocrystals. J. Am. Chem. Soc. 132 (17), 6006-6013 (2010).
- Zhou, Y., et al. Optical Coupling Between Chiral Biomolecules and Semiconductor Nanoparticles: Size-Dependent Circular Dichroism Absorption. Angew. Chem. Int. Ed. 50, 11456-11459 (2011).
- Li, Z., et al. Reversible plasmonic circular dichroism of Au nanorod and DNA assemblies. J. Am. Chem. Soc. 134 (7), 3322-3325 (2012).
- Zhu, Z., et al. Manipulation of collective optical activity in one-dimensional plasmonic assembly. ACS Nano. 6 (3), 2326-2332 (2012).
- Liu, W., et al. Gold nanorod@chiral mesoporous silica core-shell nanoparticles with unique optical properties. J. Am. Chem. Soc. 135 (26), 9659-9664 (2013).
- Han, B., Zhu, Z., Li, Z., Zhang, W., Tang, Z. Conformation Modulated Optical Activity Enhancement in Chiral Cysteine and Au Nanorod Assemblies. J. Am. Chem. Soc. 136, 16104-16107 (2014).
- Rao, C. N. R., Gopalakrishnan, J. . New Directions in Solid State Chemistry. , (1989).
- Zhu, H., Rosenfeld, D. C., Anjum, D. H., Caps, V., Basset, J. -. M. Green Synthesis of Ni-Nb Oxide Catalysts for Low-Temperature Oxidative Dehydrogenation of Ethane. ChemSusChem. 8, 1254-1263 (2015).
- Heracleous, E., Lemonidou, A. A. Ni-Nb-O Mixed Oxides as Highly Active and Selective Catalysts for Ethene Production via Ethane Oxidative Dehydrogenation. Part I: Characterization and Catalytic Performance. J. Cat. 237, 162-174 (2006).
- Savova, B., Loridant, S., Filkova, D., Millet, J. M. M. Ni-Nb-O Catalysts for Ethane Oxidative Dehygenation. Appl. Catal. A. 390 (1-2), 148-157 (2010).
- Heracleous, E., Delimitis, A., Nalbandian, L., Lemonidou, A. A. HRTEM Characterization of the Nanostructural Features formed in Highly Active Ni-Nb-O Catalysts for Ethane ODH. Appl. Catal. A. 325 (2), 220-226 (2007).
- Skoufa, Z., Heracleous, E., Lemonidou, A. A. Unraveling the Contribution of Structural Phases in Ni-Nb-O mixed oxides in Ethane Oxidative Dehydrogenation. Catal. Today. 192 (1), 169-176 (2012).
- Heracleous, E., Lemonidou, A. A. Ni-Me-O Mixed Metal Oxides for the Effective Oxidative Dehydrogenation of Ethane to Ethylene – Effect of Promoting Metal Me. J. Cat. 270, 67-75 (2010).
- Zhu, H., et al. Nb Effect in the Nickel Oxide-Catalyzed Low-Temperature Oxidative Dehydrogenation of Ethane. J. Cat. 285, 292-303 (2012).
- Sadovskaya, E. M., et al. Mixed Spinel-type Ni-Co-Mn Oxides: Synthesis, Structure and Catalytic Properties. Catal. Sustain. Energy. 3, 25-31 (2016).
- Alvarez, J., et al. Ni-Nb-Based Mixed Oxides Precursors for the Dry Reforming of Methane. Top. Catal. 54, 170-178 (2011).
- Jin, S., Guan, W., Tsang, C. -. W., Yan, D. Y. S., Chan, C. -. Y., Liang, C. Enhanced hydroconversion of lignin-derived oxygen-containing compounds over bulk nickel catalysts though Nb2O5 modification. Catal. Lett. 147, 2215-2224 (2017).
- Taghavinezhad, P., Haghighi, M., Alizadeh, R. CO2/O2-oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene over highly dispersed vanadium oxide on MgO-promoted sulfated-zirconia nanocatalyst: Effect of sulfation on catalytic properties and performance. Korean J. Chem. Eng. 34 (5), 1346-1357 (2017).
- Muralidharan, G., Subramanian, L., Nallamuthu, S. K., Santhanam, V., Kumar, S. Effect of Reagent Addition Rate and Temperature on Synthesis of Gold Nanoparticles in Microemulsion Route. Ind. Eng. Chem. Res. 50 (14), 8786-8791 (2011).
- Sosa, Y. D., Rabelero, M., Treviño, M. E., Saade, H., López, R. G. High-Yield Synthesis of Silver Nanoparticles by Precipitation in a High-Aqueous Phase Content Reverse Microemulsion. J. Nanomater. , 1-6 (2010).
- Morterra, C., Cerrato, G., Pinna, F. Infrared spectroscopic study of surface species and of CO adsorption: a probe for the surface characterization of sulfated zirconia catalysts. Spectrochim. Acta. A Molecul. Biomolecul. Spectrosc. 55, 95-107 (1998).
- Yang, F., Wang, Q., Yan, J., Fang, J., Zhao, J., Shen, W. Preparation of High Pore Volume Pseudoboehmite Doped with Transition Metal Ions through Direct Precipitation Method. Ind. Eng. Chem. Res. 51 (47), 15386-15392 (2012).
- Saleh, R., Djaja, N. F. Transition-metal-doped ZnO nanoparticles: Synthesis, characterization and photocatalytic activity under UV light. Spectrochim. Acta. A Molecul. Biomolecul. Spectrosc. 130, 581-590 (2014).
- Ertis, I. F., Boz, I. Synthesis and Characterization of Metal-Doped (Ni, Co, Ce, Sb) CdS Catalysts and Their Use in Methylene Blue Degradation under Visible Light Irradiation. Modern Research in Catalysis. 6, 1-14 (2017).
- Jin, S., et al. Cleavage of Lignin-Derived 4-O-5 Aryl Ethers over Nickel Nanoparticles Supported on Niobic Acid-Activated Carbon Composites. Ind. Eng. Chem. Res. 54 (8), 2302-2310 (2015).
- Rojas, E., Delgado, J. J., Guerrero-Pérez, M. O., Bañares, M. A. Performance of NiO and Ni-Nb- O Active Phases during the Ethane Ammoxidation into Acetonitrile. Catal. Sci. Technol. 3 (12), 3173-3182 (2013).
- Lee, S. -. H., et al. Raman Spectroscopic Studies of Ni-W Oxide Thin Films. Solid State Ionics. 140 (1), 135-139 (2001).
- Mondal, A., Mukherjee, D., Adhikary, B., Ahmed, M. A. Cobalt nanoparticles as recyclable catalyst for aerobic oxidation of alcohols in liquid phase. J. Nanopart. Res. 18 (5), 1-12 (2016).
- Wang, K., Yang, L., Zhao, W., Cao, L., Sun, Z., Zhang, F. A facile synthesis of copper nanoparticles supported on an ordered mesoporous polymer as an efficient and stable catalyst for solvent-free sonogashira coupling Reactions. Green Chem. 19, 1949-1957 (2017).
- Song, Y., et al. High-Selectivity Electrochemical Conversion of CO2 to Ethanol using a Copper Nanoparticle/N-Doped Graphene Electrode. Chemistry Select. 1, 6055-6061 (2016).
