河南師范大學(xué)專(zhuān)區(qū)
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基本信息
- 作品名稱(chēng)：
- 微/納分級(jí)結(jié)構(gòu)CuI及其催化和吸附性研究
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 小類(lèi)：
- 能源化工
- 簡(jiǎn)介：
CuI是直接寬帶隙半導(dǎo)體材料，在有機(jī)合成催化劑和重金屬離子吸附等方面具有潛在的應(yīng)用。近年來(lái)，納米結(jié)構(gòu)建筑塊自組裝成微/納分級(jí)結(jié)構(gòu)材料兼具納米材料和微米材料的優(yōu)勢(shì)使其在材料化學(xué)領(lǐng)域嶄露頭腳，成為研究熱點(diǎn)。同時(shí)，綠化化學(xué)是科學(xué)工作者期待和追求的?；诖耍覀儼l(fā)展了一種簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、綠色的合成路線(xiàn)，在氨芐輔助下制備了微/納分級(jí)結(jié)構(gòu)CuI，所制樣品可作為偶聯(lián)反應(yīng)的催化劑和重金屬Cd2+的吸附劑。
- 詳細(xì)介紹：
納米尺度碘化亞銅具有突出的催化性質(zhì)、電性質(zhì)、磁性質(zhì)和吸附性質(zhì)使其得到了科學(xué)家的廣泛關(guān)注，因此各種制備方法也隨之得到了發(fā)展。到目前為止已經(jīng)成功合成出了多孔狀、近圓形、 花狀納米CuI。雖然這些技術(shù)都成功合成不同形貌的CuI，但是毒性原材料、繁瑣的合成步驟，較高的反應(yīng)溫度，以及污染副產(chǎn)物的產(chǎn)生等限制了它們?cè)趹?yīng)用方面的研究。因此，就需要尋求一種合成溫度低、成本低以及對(duì)環(huán)境友好、條件溫和的制備方法合成路線(xiàn)。同時(shí)，由于納米材料在使用過(guò)程中由于其較大的比表面積使其容易團(tuán)聚而大大降低其性能，為此，微/納分級(jí)結(jié)構(gòu)材料應(yīng)運(yùn)而生以有效解決材料的性質(zhì)不穩(wěn)定性問(wèn)題。研究表明可以通過(guò)調(diào)整材料基本組成成分的種類(lèi)、界面曲率以及內(nèi)部組織的種類(lèi)來(lái)設(shè)計(jì)和組建分級(jí)結(jié)構(gòu)，從而調(diào)控材料的性質(zhì)。但調(diào)控這些參數(shù)并非易事，因此，如何構(gòu)建分級(jí)結(jié)構(gòu)材料促進(jìn)新功能材料的發(fā)展，引起了越來(lái)越多研究團(tuán)體的興趣。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，這激勵(lì)著材料科學(xué)家和化學(xué)家致力于探索不同的制備方法以獲得形貌各異的材料，從而調(diào)控其性能。采用生物分子作為模板把無(wú)機(jī)納米晶體組裝成分級(jí)的微/納結(jié)構(gòu)的手段，已是公認(rèn)的比較成功的方法之一。同時(shí)，微/納分級(jí)結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中可以有效維持材料的結(jié)構(gòu)和形貌，從而避免了樣品的團(tuán)聚。基于此，在我們前期制備氧化鋅基復(fù)合、空殼材料基礎(chǔ)上，基于綠色化學(xué)理念在氨芐輔助作用下構(gòu)建微/納分級(jí)結(jié)構(gòu)CuI。X-射線(xiàn)粉末衍射、X-射線(xiàn)光電子能譜和掃描電子顯微鏡表征充分證明了分級(jí)結(jié)構(gòu)CuI的生成。氨芐在整個(gè)過(guò)程既充當(dāng)了還原劑又作為形貌導(dǎo)向劑，該方法科學(xué)、環(huán)保、簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)。所制備的微/納分級(jí)結(jié)構(gòu)CuI對(duì)芐胺和碘苯的偶聯(lián)反應(yīng)具有優(yōu)良的催化性能，這主要是其分級(jí)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)所顯。產(chǎn)物對(duì)水中的Cd(II)有較強(qiáng)的吸附能力，吸附脫附效果幾乎達(dá)到了100%，有利于材料在重金屬污染治理方面的應(yīng)用。在本作品中系統(tǒng)探討制備條件與材料形貌的關(guān)系，摸索出微/納分級(jí)結(jié)構(gòu)CuI制備的優(yōu)化條件，研究材料的結(jié)構(gòu)和其催化性能與吸附性能的關(guān)系，從而找出材料的制備、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)三者之間的辯證關(guān)系，為性能優(yōu)化的材料的構(gòu)建提供可靠、可取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。該研究得到2010年國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目（國(guó)家級(jí)）和國(guó)家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：21071047）的資助。
- 獲獎(jiǎng)情況：
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎(jiǎng)
1.申報(bào)作品原文“Cauliflower-like CuI nanostructures: green synthesis and applications as catalyst and adsorbent”以第一作者發(fā)表于Mater. Sci. Eng. B.（doi:10.1016/j.mseb.2011.05.023，SCI三區(qū)，影響因子1.577），獲第九屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。
2.另有4篇相關(guān)論文在Nanoscale Res. Lett., 2010, 5, 1779-1787. (SCI二區(qū)，影響因子2.894，第二作者)、J. Nanopart. Res., 2011, 13:2875-2886 (SCI二區(qū)，影響因子2.478，第二作者)、J. Alloys Compounds, 2011, 509: 5755–5760 (SCI二區(qū)，影響因子2.135，第三作者)和J Mater Sci.,2011, 46:3349–3355. (SCI三區(qū)，影響因子1.471，第三作者)。