Summary
스폰지 같은 배와 같은 Ni1 x화학 강 수에 의해 NbxO 나노 입자의 합성에 대 한 프로토콜 제공 됩니다.
Abstract
NixNb1-xO 촉매 스폰지 같은 배 같은 nanostructures의 합성 하는 방법을 설명합니다. Nb:Ni 비율, NixNb1-xO 나노 입자와 다른 원자 작곡의 일련을 변화 하 여 (x = 0.03, 0.08 0.15 0.20) 화학 강 수에 의해 준비 되었다. 이 NixNb1-xO 촉매 x 선 회절, 엑스레이 광전자 분광학, 그리고 스캐닝 전자 현미경 검사 법에 의해 특징. 연구 결과 밝혀 Ni0.97Nb0.03O의 스폰지 같은 배와 같은 모양 및 Ni0.92Nb0.08O NiO 표면, 그리고 이러한 NixNb1-xO 촉매, 일괄와 비교의 더 큰 표면 영역에 NiO입니다. Ni0.92Nb0.08O 촉매에 대 한 173 m2/g의 최대 표면적을 얻을 수 있습니다. 또한, 합성된 Ni0.92Nb0.08O 촉매를 사용 하 여 리그 닌에서 파생 된 화합물의 촉매 hydroconversion 조사는.
Introduction
나노 복합 재료의 준비는 다양 한 분야에서 그들의 중요 한 응용 프로그램으로 인해 증가 관심을 받고 있다. 준비 하려면 Ni-Nb-O 혼합 산화물 나노 입자,1,2,3,4,,56 다른 방법 건조 혼합 방법,7, 같은 개발 되었습니다. 15 ,14 열 분해 방법,9,10,11,,1213 sol 젤 방법, 8 증발 방법 및 자동-연소입니다. 16 일반적인 증발 방법9, 금속 선구자의 적절 한 금액을 포함 하는 수성 솔루션 니켈 질 산 hexahydrate 및 암모늄 븀 oxalate가 열 되었다 70 ° c.에 용 매와 추가 건조와 calcination의 제거 후 혼합된 산화물 얻은 했다. 이러한 산화 촉매 전시 우수한 촉매 활동 및 NiO 격자에 이종 수의 설립에 의해 유도 된 전자 및 구조상 재배열에 관련 되어 탄의 산화 dehydrogenation (ODH)으로 선택 . 11 Nb의 삽입은 크게 탄12의 산화 반응에 대 한 책임은 electrophilic 산소 종을 감소 합니다. 결과적으로,이 방법의 확장의 다른 유형의 혼합된 Ni-나-O 산화물, 준비에 수행 되었습니다 어디 날 리, Mg, Al, Ga, Ti, Ta =. 13 금속 dopants의 변형 NiO의 비선택적 electrophilic 산소 급진 파를 변경할 수 있습니다, 따라서 체계적으로 조정 ODH 활동 및 탄 쪽으로 선택 발견 된다. 그러나, 일반적으로이 산화물의 표면적은 상대적으로 작은 확장된 단계 분리와 대형 주의2O5 정자의 형성 (< 100 m2/g), 따라서 다른 촉매에 그들의 사용을 방해 하 고 응용 프로그램입니다.
건조 방법, 일컬어 고체 연 삭 방법, 혼합 방법은 또 다른 일반적으로 사용 되 혼합 산화물 촉매를 준비 하. 촉매 재료 용 매 자유로운 방법으로 얻을 수 있습니다, 이후이 메서드는 혼합 산화물의 준비에 유망한 녹색과 지속 가능한 대안을 제공 합니다. 이 방법에 의해 얻은 가장 높은 표면적은 172 m2/g Ni80Nb calcination 온도 250 ° c에20 그러나 8 , 고체 방법이 아니다 신뢰할 수 있는 반응 원자 가늠 자에 잘 혼합 하지. 따라서, 화학 동질성 및 특정 입자 크기 분포 및 형태학의 더 나은 제어를 위한 다른 적당 한 방법으로 Ni-Nb-O 준비 하 혼합 산화물 나노 입자는 아직 발견 되 고. 7
나노 입자의 개발에 다양 한 전략, 중 화학 강 수는 금속 이온의 완전 한 강수량을 수 있기 때문에 nanocatalysts를 개발 하는 유망한 방법 중 하나로 제공 합니다. 또한, 높은 표면 영역의 나노 입자는 일반적으로이 메서드를 사용 하 여 준비 했다. Ni-Nb-O 나노 입자의 촉매 특성을 개선 하기 위해, 우리는 여기 화학 강 수 방법으로 일련의 높은 표면적과 Ni-Nb-O 혼합 산화물 촉매의 합성에 대 한 프로토콜을 보고 합니다. 우리는 Nb:Ni 어 금 니 비율 리그 닌에서 파생 된 유기 화합물의 hydrodeoxygenation으로 산화물의 촉매 활동을 결정 하는 중요 한 요소는 설명 했다. 0.087 위의 높은 Nb:Ni 비율, 비활성 NiNb2O6 종 형성 되었다. Ni0.92Nb0.08했다 가장 큰 표면 영역 (173 m2/g), 오 배 같은 nanosheets 구조를 전시 하 고 최고의 활동 및 선택 anisole cyclohexane 하의 hydrodeoxygenation으로 보였다.
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Protocol
주의: 적절 한 처리 방법, 속성 및이 문서에서 설명 하는 화학 물질의 독성에 대 한 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오. 사용 하는 화학 물질 중 일부는 독성 그리고 발암 성 및 특별 한 관심을 촬영 해야 합니다. 나노 재료 안전 위험 및 건강 효과 잠재적으로 포즈 수 있습니다. 흡입 및 피부 접촉은 피해 야 한다. 안전 예방 조치, 압력솥 원자로와 증기 두건 및 촉매 성능 평가에서 촉매 합성을 수행 하는 등 행사 해야 합니다. 개인 보호 장비를 착용 해야 합니다.
1. Ni0.97Nb0.03O 촉매 Nb:(Ni+Nb) 어 금 니 비율 0.03에 동등의 준비
- 니 오 븀 (V) 수 산 염 수화물의 0.161 g 2.821 g 볶음 바 장착 250 mL 3 센 둥근 바닥 플라스 크에 이온된 물 100 mL에 니켈 질산염의 결합.
- 난방 자력을 사용 하 여 침전의 실종까지 화합물을 분해 하 50 rpm 및 70 ° C에서 용액을 저 어.
- 2 ° C/min의 속도로 80 ° C를 급속 하 게 온도를 높인다.
- [수성 수산화 암모늄 (50 mL, 1.0 M) 및 수산화 나트륨 (50 mL, 0.2 M)] 혼합된 기본 솔루션에 추가 반응 혼합물 dropwise Ni/Nb 솔루션의 pH 9.0에 도달할 때까지.
- 반응 혼합물을 교 반, 하는 동안 2 ° C/min에서 120 ° C에 온도를 높인다.
- 솔루션의 녹색 색상의 완전 한 실종까지 120 ° C에서 50 rpm에서 반응 혼합물을 밤새 저 어.
- 나머지 Ni2 + 와 솔루션에 Nb5 + 이온의 농도 평가 하 고 나머지 니켈의 완전 한 강 수를 보장 하는 솔루션에 대 한 유도 결합된 플라즈마 광 방출 분 광 분석 (ICP OES) 분석 수행 질 산입니다.
- Büchner 플라스 크를 사용 하 여 여과 하 여 고체를 수집 합니다. 2 L 이온된 물 잔류 나+ 양이온을 제거 하려면 20 분 이내에 반복적으로 추가 하 여 고체를 세척.
- 시계 유리에 고체를 수집 합니다. 건조 오븐에서 12 h 110 ° C에서 고체를 건조.
- 합성 공기 (20 mL/min O2 과 80 mL/min N2) 관으로 있는 5 h 450 ° C에서 고체를가 열 하 여 calcine. 반응의 높은 온도 사용 하 여 이전 결함에 대 한 모든 유리를 확인 하십시오.
- Calcination, 후 Ni0.97Nb0.03O 촉매의 1 g을 얻을. 안전 안경, 장갑, 랩 코트, 적절 한 보호 장비를 사용 하 고 잠재적인 안전 위험 및 건강 효과 나노 재료의 nanocrystal 반응을 수행 하는 후드를 연기.
2. Ni0.92Nb0.08어디 Nb:(Ni+Nb) 어 금 니 비율 = 0.08 O 촉매의 준비
- 이 절차는 1 처음 두 단계를 제외 하 고 비슷합니다.
- 0.43 g 이온된 물 100 mL에 이종 (V) 수 산 염 수화물의 분해.
- 별도로, 2.675 g의 니켈 질 산 이온을 제거 된 물 100 mL에 녹.
3. Ni0.85Nb0.15어디 Nb:(Ni+Nb) 어 금 니 비율 = 0.15 O 촉매의 준비
- 절차는 처음 두 단계를 제외한 1 비슷합니다.
- 0.807 g 이온된 물 100 mL에 이종 (V) 수 산 염 수화물의 분해.
- 별도로, 니켈 질 산 이온을 제거 된 물 100 ml에서의 2.472 g 분해.
4. Ni0.80Nb0.20어디 Nb:(Ni+Nb) 어 금 니 비율 = 0.20 O 촉매의 준비
- 절차는 처음 두 단계를 제외한 1 비슷합니다.
- 이온을 제거 된 물 100 mL에 이종 (V) 수 산 염 수화물의 1.076 g을 분해.
- 별도로, 니켈 질 산 이온을 제거 된 물 100 ml에서의 2.326 g 분해.
5. 화학 강 수 메서드를 사용 하 여 주의2O5 의 준비
- Niobic 산 (Nb2O5·nH2O) 순수 Nb2O5 입자를 450 ° C에서 5 h에 대 한 합성 공기 calcine
참고: x-선 분말 회절 (XRD) 분석, 주의2O5·nH2O는 비정 그리고 주의2O5 결정을 사용 하 여 반응의 완료를 확인 합니다. 분석, 450 ° C에서 5 h calcination 반응을 완료 하기에 충분 했다.
6. β-O-4 리그 닌 모형 화합물, 2-(2-methoxyphenoxy)-1-phenylethan-1-one의 합성
- Bromoacetophenone (9.0 g, 45 mmol)와 2-methoxyphenol (6.6 g, 53 mmol) dimethylformamide (DMF)를 자력으로 500 mL 원뿔 플라스 크에 200 mL에 용 해. 적절 한 보호 장비 및 연기 후드를 사용 하 여 반응 부식성 발암 성 화학 물질 및 시 약을 사용 하 여 수행.
- 수산화 칼륨 (3.0 g, 53 mmol)와 위의 DMF 솔루션을 혼합 하 고 하룻밤 자석 교 반기를 사용 하 여 실 온에서 50 rpm에 혼합물을 저 어.
- H2O의 200 mL 및 diethyl 에테르의 600 mL의 혼합 솔루션 제품을 추출 (1:3, v/v) 분리 깔때기를 사용 하 여. 솔루션의 위 diethyl 에테르 층을 가져옵니다.
- 추가 MgSO4 (10 g) diethyl 에테르 솔루션의 수 분을 흡수 합니다. 필터 종이 깔때기를 사용 하 여 diethyl 에테르 솔루션을 얻기 위해 MgSO4 필터링.
- 0.08 MPa 회전 증발 기를 사용 하 여 감소 압력 아래 diethyl 에테르 솔루션의 제거 후, 에탄올 5 mL에 잔류물을 디졸브.
- 천천히 10 mL 비 커에 제품을 recrystallize 하는 에탄올 용 매 증발. 노란 분말 제품 (11.5 g)를 취득 하 고 제품의 수율은 90 %bromoacetophenone 따라. 1H NMR 분석, 1H NMR (DMSO): δ 3.78 (s, 3 H, 및3), 5.54 (s, 2 시간, 채널2), 6.82-8.01 (m, 9h, 향기로운) ppm. 17
7. 리그 닌 파생 방향족 에테르의 Hydrodeoxygenation
참고: 선택한 리그 닌 파생 방향족 에테르가이 실험에서 anisole 이며 촉매는 Ni0.92Nb0.08O. 사용 적절 한 보호 장비 및 발암 성 시 약을 사용 하 여 반응을 수행 하기 위해 증기 두건.
- 히터와 자기 활동가 50 mL 스테인리스 고압 반응 기를 장비.
- 줄이고 Ni0.92Nb0.08O 촉매 (1 g) 2 h, 400 ° C에서 H2 분위기에서 고압 반응 기에서 2 단계에서 얻은 다음 아르곤 (50 mL/min) 촉매를 하룻밤 passivate.
- N-decane (20 mL) 양적 가스 크로마토그래피 (GC) 분석을 위한 내부 표준으로 n-dodecane (0.2928 g, 2 wt %)의 사용으로 anisole (1.1712 g, 8 wt %)를 분해.
- 빠르게 공기 (< 5 분)와 함께 긴 노출 시간을 피하기 위해 고압 반응 기에 있는 감소 촉매 (0.1 g)를 소개 합니다.
- 고압 반응 기 인감, 퍼지 H2 반복 (3 번, 3 MPa 압력에서) 공기, 그리고 분위기 압력에서 반응 혼합물을 제거 하.
- 교 반 속도 700 rpm에서 설정 합니다.
- 2 ° C/min에 160-210 ° C에서 원하는 온도에 열, 3 mpa 고압 반응 기 압력 및 0 시간 포인트 설정 (t = 0).
참고: 160-210 ° C의 온도 범위는이 보고서에서 적절 한. - 그 후, 즉시 실내 온도 10 ° C/min에 혼합물을 냉각 하 고 deoxygenated 제품 대량 선택적인 검출기 가스 착 색 인쇄기를 사용 하 여 분석. 17
- 리그 닌 모델 다음 방정식에 따르면 화합물의 변환을 확인 합니다.
- 다음 방정식에 따라 제품 선택 도를 결정 합니다.
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Representative Results
X 선 회절 (XRD) 패턴 수소와 수소의 감소 온도 프로그램로 시작 하는 (그림 1 및 그림 2), 내기 표면 영역 (H2-TPR), 스캐닝 전자 현미경 (SEM)으로 에너지 흩어진 엑스레이 (EDX를 장착 ) 분석기, 엑스레이 광전자 분광학 (XPS) 나노 NiO, Ni-Nb-O 및 주의2O5 산화물17 (그림 3 및 그림 4)에 대 한 수집 했다. XRD, SEM 및 XPS 단계는 nanostructures의 형태를 결정 하는 데 사용 됩니다. Ni-Nb-O 혼합 산화물의 물리 화학적 특성은 표 1에서 수집 했다. 17
촉매의 구조를 이전 보고 하 고 논의 되어 있다. 17 혼합 니켈 질 산 및 수 화 니 오 븀 (V) 수 산 염 (그림 1)의 화학 강 수에 의해 형성 된 산화물에 대 한 수집의 x 선 회절 패턴은 좋은 계약에 수산화 니켈 수 산 염 (JCPDS 25-0581)에 대 한 관찰 . 700 ° C에서 2 시간에 대 한 혼합 산화물 침전으로 calcination, 후 봉우리 35.2 °와 52.9 ° (JCPDS 76-2355) 해당 결정 NiNb2O6 단계 하 26.8 °의 2θ에서 관찰.
450 ° C (그림 2)에서 5 h calcination 37.1 °, 43.2 °, 62.5 °, 74.8 ° 및 78.7 °의 2θ에 있는 주요 회절 봉우리 표시 후 합성된 NixNb1-xO 나노에 대 한 수집 된 x 선 회절 패턴에 해당 하는 (111), (200), (220), (311) 및 (222) reflections, 각각. 이것은 결정 NiO bunsenite 구조 (JCPDS 89-7130)의 좋은 계약 에입니다. 게다가, 그것은 명확 하 게 지적 했다 낮은 강도 광범위 한 배경 피크 나타나는지 주의 증가와 약 26 ° 로드, 어떤은의 주의5 + 화학 강 수 보유 결과로 비정 질 븀 산화물의 출현에 기인, 수 산 기 이온18. 700 ° C에서 calcination, 시 Ni-Nb-O 혼합된 단계에 해당 하는 봉우리에서에서 관찰 된다 Ni0.8Nb0.2O, x 선 회절 패턴을 나타내는 calcination 450 ° C,19 에서 후 아 몰 퍼스의 존재 하지만 하지는 결정 Ni-Nb 합성 단계입니다. 그것은 문서화 했다 Nb의 높은 % 혼합된 단계 Ni-Nb-오, 예: NiNb2O6, Ni3주의2O8 및 Ni4주의2O9감소 것이의 형성으로 이어질 수 있는 촉매 기능입니다.
스캐닝 전자 현미경 분석 표시 NiO (그림 3)에서 NixNb1-xO 나노 입자의 극적으로 다른 표면 형태. 잘 defined nanosheet 순수 NiO의 결정 구조, 달리 배 모양의 스폰지 모양의 외관은 Ni0.97Nb0.03O 및 Ni0.92Nb 작은 무효 공백으로 시트 같은 NiO 표면에 명확 하 게 관찰 한다 0.08O, 각각. 9 스폰지 같은 종 Ni2 + 의 유사한 이온 반지름 결과로 NiO 격자 구조에 Nb의 설립으로 인해 Ni Nb 솔리드 솔루션으로 표시 됩니다 (0.69 Å)와 Nb5 + (0.64 Å) 양이온. 9 , 결과적으로, 20 스폰지-/ 블록 같은 모양 및 적은 수가 작은 void 공간 라운드 정자 Ni0.85Nb0.15O 및 Ni0.8증가 주의 때문에 Nb0.2O 나노 입자에 대 한 관찰 샘플에서 콘텐츠입니다. 또한, 에너지 흩어진 엑스레이 지도 니 오 븀 산화물은 대량 NiO 샘플 (그림 4)에 잘 분산 표시. 븀 농축 표면 Nb:Ni 비율 Ni0.92Nb0.08O 샘플 (0.11/0.92)의 대량 이론적인 값 (0.08/0.92)에 비해 더 큰 표면에 의해 더 확인 된다. 이것으로 준비 된 Ni-Nb-O의 표면 Ni 나노 입자와 함께 풍성 하 게 하는 사실에 의해 설명 될 수 있다.
이 서 준비 된 Ni-Nb-O 금속 산화물의 촉매 성능 모델 반응으로 anisole의 hydrodeoxygenation와 함께 테스트 했다. 반응 3 MPa와 160 ° c.에는 고압 반응 기에서 수행 되었다 Ni0.92Nb0.08O 촉매의 0.1 g 8 wt % anisole 20 mL n의 혼합에 배치 했다-decane. 2 시간 후 95.3% 변환 cyclohexane 하 anisole에서 31.8% 선택도 함께 얻은 것입니다. 후 12 h는 anisole 완전히 순수한 cyclohexane 변환 되었습니다. 반응 시간을 연장 하는 대신 촉매 성능에 온도의 영향 조사도 했다. 2 h 이내 anisole 완전히 변환 되었습니다 cyclohexane 온도가 160 ° c. 대신 200 ° C에서 설정 된 경우 현재 노력 다른 리그 닌 파생 모델 같은 촉매의 hydrodeoxygenation 능력을 조사 하기 위해 더 높은 분자량 화합물의 변환에 집중 되었습니다.
그림 1입니다. 침전의 XRD 패턴 형성 니켈을 혼합 하 여 질산염 및 니 오 븀 (V) 수 산 염 수화물 700에 calcination 후 70 ° C에 물에서 ° c. JCPDS 분말 회절 표준 데이터베이스에 합동 위원회 이다. JCPDS 76-2355 NiNb2O6 재료에 대 한 표준 XRD 참조 패턴 이다. JPCDS 25-0581 니켈 oxalate 하이드 레이트 자료에 대 한 표준 XRD 참조 패턴 이다. 이 그림에서 Shaohua 진 외 수정 되었습니다. 17 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2입니다. Ni-Nb-O의 XRD 패턴 혼합 산화물 촉매 5 헤에 대 한 공기에서 450 ° C에서 calcination 후 이 그림에서 Shaohua 진 외 수정 되었습니다. 17 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3입니다. 스캐닝 전자 현미경 현미경 NiO와 Ni-Nb-O의 혼합 산화물. 이 그림 Shaohua 진 외 에서 수정 되었습니다 17 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4입니다. 스캐닝 전자 현미경 사진, 선 지도 에너지 분산 x-선 분석의 스캐닝 전자 현미경 사진. 는) 스캐닝 전자 현미경 사진의 Ni0.92Nb0.08O. b) Ni의 x 선 지도. c) 오 선 지도 d) Nb.의 x 선 지도 e) Ni0.92Nb0.08O 샘플의 에너지 흩어진 엑스레이 (EDX) 결과. 이 그림에서 Shaohua 진 외 수정 되었습니다. 17 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
| 촉매 | Nb/Ni 비율 | S내기 (m2/g) | d (nm) | V총 (cm3/g) | Crystallite 크기 (nm)는는 |
| NiO | 0 | 136 | 18 | 0.61 | 9.3 |
| Ni0.97Nb0.03O | 0.031 | 158 | 16.5 | 0.65 | 8 |
| Ni0.92Nb0.08O | 0.087 | 173 | 9.6 | 0.41 | 5.4 |
| Ni0.85Nb0.15O | 0.176 | 139 | 12.5 | 0.43 | 11.8 |
| Ni0.80Nb0.20O | 0.25 | 110 | 12 | 0.33 | 14.5 |
| Nb2O5·nH2O | - | 122 | 6.7 | 0.2 | - |
| NiO (200) 피크 높은 강도 고려 하 여 결정. | |||||
표 1입니다. NiO, Nb2O5 및 Ni-Nb-O의 물리 화학적 특성 혼합 산화물. 이 테이블에서 Shaohua 진 외 수정 되었습니다. 17
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Discussion
니켈 첨가 대량 븀 산화물 나노 입자를 준비 하는 일반적인 방법 중 하나는 회전 증발 방법입니다. 9에 의해 회전 증발, 용 매의 느린 제거와 Ni-Nb-O 입자 상거래의 강 수의 과정에서 다양 한 압력 및 온도 조건을 채용 합니다. 회전 증발 방법을 달리이 연구에서 보고 된 화학 강 수 방법 증가 주의 나노 입자가의 제거를 요구 하지 않는 준비를 받고 있다. 전형적인 화학 강 수 방법이 준비는 nanocatalysts 하 알칼리 성 해결책은 시간의 긴 기간 동안 금속 염의 솔루션에 dropwise 추가 될 필요가 있다. 21 우리의 연구에 암모니아 수산화 및 수산화 나트륨 용액의 혼합 계기 요원으로 사용 되었다. 화학 석 출 방법에 중요 한 단계 중 하나는 계기 에이전트의 추가의 속도입니다. 22 , 23 주의 계기 에이전트, 즉, 기본적인 혼합물의 추가의 속도 제어 해야 합니다 그리고 그것은 최고의 초당 한 방울의 속도로 제어. 만약에 가능 하다 면, 연동 펌프는 정확 하 게 제어할 계기 에이전트의 추가 사용할 수 있습니다.
추가 속도 그렇다 하 고 온도 제어로 준비 하는 금속 산화물의 형태는 매우 준비에 사용 되는 온도에 따라 성공적인 강수량에 대 한 또 다른 중요 한 열쇠입니다. 나노 입자의 형태 및 그들의 관련된 촉매 성능 간의 상관 관계에 명확 하지 않다, 비록 효율적인 nanocatalysts을 개발 준비 온도의 최적화 필수적 이다.
산 사이트의 금액의 촉매 특성을 개선 하기 위해 중요 한 요소 이기도 Brønsted 루이스 산 사이트는 HDO 변환할 페 놀 및 산소 포함 된 방향족 탄화수소,17 의 최적화 과정에 필요한 나노 입자입니다. 나노 입자의 화학 강 수 방법에 관련 된 기계적 연구, Brønsted 사이트의 금액 매우는 촉매에 남아 있는 물의 양을에 따라 달라 집니다. 24 따라서 건조 기간 및 촉매의 calcination 온도 제어 단계가 또한 중요 한 프로토콜에는 촉매의 촉매 특성을 최적화 하기 위해.
다른 일반적인 나노 준비 방법과 비교해, 화학 석 출 방법 증가 주의 준비는 나노 입자를 받았습니다. 그것은 아마이 준비에서의 제거를 요구 하지 않습니다 때문 에입니다. 또한,이 금속 부품의 균일 한 분산을 촉진 하는 메서드와 일반적으로 상대적으로 더 큰 표면 영역으로 나노 입자의 준비에 사용. 그러나 17 ,이 메서드는 전이 금속 요소 같은 금속 이온의 상대적으로 높은 농도 가진 금속 산화물 촉매를 준비 하는 것이 좋습니다. 25 , 26 , 27 따라서, 그것은 권장 되지 않습니다이 메서드를 사용 하 여 알칼리 성 지구 금속 산화물을 준비 하.
그런 다음 현 탁 액은 수산화 나트륨과 수산화 암모늄 용액 pH 9 있도록 잔여 Ni2 + 와 Nb의 완전 한 강수량5 + 양이온 이온된 수로 세척 하 여 다음 샘플에서에서 혼합물에 의해 처리 반복적으로 제거 하려면 초과 나+ 양이온. 합성 공기 450 ° C에 있는 후속 calcination 후 NixNb1-xO 나노 입자는 준비 하 고 분석.
지역 표면, 볼륨 및 크기 기 공는 합성 NixNb에 대 한 수집1-xO (표 1) 표시는 NiO에 Nb의 적절 한 비율을 통합 하 여 화학 강 수 합성 (Nb:Ni 비율 < 0.087) 수 븀 oxalate 선구자로 사용 되기 때문에 효과적으로 자료의 표면 영역을 증가. 이 또한 x 선 회절 패턴 (그림 1)에 관측 된 다공성 구조 유기 자연,9 수산화 니켈 oxalate의 화학 분해에 의해 형성 될 수 있다는 사실에 의해 지원 됩니다. 그러나, Nix1-xO Nb:Ni 비율을 0.15, 0.25 제기 하는 때 크게 감소 하는 Nb의 면적. 이것은 아마 샘플에서 큰 블록 모양의 정자의 형성입니다. Scherrer 수식은 모두 준비 혼합 산화물의 crystallite 크기를 계산 하는 데 사용 됩니다. 그것은 crystallite의 크기 해당 표면에 밀접 하 게 관련 된 결론 수 있습니다. 우리는 다른 곳에서 Nb:Ni 비율 리그 닌에서 파생 된 유기 화합물의 hydrodeoxygenation으로 산화물의 촉매 활동을 결정 하는 중요 한 요소는 설명 했다. 높은 Nb % (Nb:Ni > 0.087) 비활성 NiNb2O6 종 Nb의 비정 질 단계와 NiO, NiO의 집계로 이어지는 사이 반응에 의해 형성 되었다, 따라서 더 낮은 표면적과 촉매를 얻어. 낮은 Nb % (Nb:Ni ≤ 0.087), 이종 수 산 염의 추가 촉매의 표면적을 늘릴 수 있습니다. 으로 높은 특정 지역 결과 촉매 얻은이로 형성 된 Ni oxalate NiO 정자의 결정 성장 지체 사실에 의해 기인 된다. 다른 한편으로, Nb의 낮은 금액으로 촉매, 비정 질 주의2O5 는 NiO 정자 표면에의 분산을 홍보할 수 있습니다, 그리고 따라서 NiO 정자의 저해 했다. Ni0.92Nb0.08O, 배와 같은 nanosheets의 구성의 큰 표면 영역 (173 m2/g) 최고의 활동 및 cyclohexane 하 anisole의 hydrodeoxygenation 쪽으로 선택 했다.
요약, Ni-Nb-O 산화물 촉매를 준비 하는 화학 강 수 방법을 보여 줍니다. 비록이 방법은 금속 이온 용액의 상대적으로 높은 농도 필요 합니다, 그것은 높은 표면 영역 nanocatalysts를 성공적으로 준비를 발견, 그 다른 방법에서 얻어진 비교. 게다가, 새로 준비 된 나노 anisole cyclohexane 하의 hydrodeoxygenation에서 우수한 촉매 활동을 보여주었다. 수소 같은 다른 촉매 시스템에 응용 프로그램의 연구는 현재 진행 중에서입니다. 또한, 그것은 유사한 전략 더 다른 다른 혼합된 Ni-나-O 산화물 또는 Cu2 +, Co2 + 다양 한 유용에 대 한 높은 특정 표면 영역 같은 다른 나노 재료의 준비에 적용 될 수 있었다 예상 알코올 및 물과 촉매 커플링 반응의 산화와 같은 응용 프로그램입니다. 28 , 29 , 30
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Disclosures
공개 하는 것이 없다.
Acknowledgments
우리가 기꺼이 인정 하는 국가 주요 연구 및 중국 (2016YFB0600305), 국립 자연 과학 재단의 중국 (No. 21573031와 21373038), 프로그램의 기술과 과학의 사역의 개발 프로그램에 의해 제공 하는 금융 지원 대련 시 (2016RD09) 기술과 높은 교육 연구소의 홍콩에서 (대 SG1617105와 대 SG1617127)의 뛰어난 재능에 대 한
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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
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