配合物為前驅(qū)體的多孔金屬氧化物制備和表征.pdf

1、近年來，隨著材料科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，在納米尺度控制材料的結(jié)構(gòu)、形貌和化學(xué)組成成為材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。具有納米結(jié)構(gòu)和特殊形貌的金屬氧化物材料擁有奇特的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和催化等特性，使其擁有廣泛的應(yīng)用。
　　與其他前驅(qū)體方法類似，納米結(jié)構(gòu)的配位聚合物也可以通過簡單的在空氣中焙燒，轉(zhuǎn)化為具有特殊尺寸、大小和形貌的納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物。然而，在配位聚合物的合成過程中，經(jīng)常用到環(huán)境不友好，污染嚴(yán)重，化學(xué)毒性強(qiáng)的復(fù)雜配體和有機(jī)溶液，或者合成過程能

2、耗過高，處理繁瑣等問題。
　　本文將以生物小分子氨基酸為配體，在純水相體系中探究多級結(jié)構(gòu)金屬-氨基酸配合物納米顆粒的合成和組裝，實(shí)現(xiàn)對金屬-氨基酸配合物納米結(jié)構(gòu)和形貌的控制合成。并以金屬-氨基酸配合物為前驅(qū)體，在氧氣氛圍下焙燒得到了具有多級孔結(jié)構(gòu)的金屬氧化物材料。本論文主要做了以下工作:
　　1.鉍-天冬酰胺配合物的綠色合成及其生物性能
　　首先，我們研究了在低溫，綠色，溫和的純水溶液中鉍-天冬酰胺納米結(jié)構(gòu)配合物的形貌

3、可控合成，并初步探索了花球狀Bi-asn配合物在大分子化合物合成方面的催化活性和抑制胃蛋白酶活性中的生物表現(xiàn)。通過控制靜置溫度，有效的調(diào)節(jié)了金屬離子與配體的作用方式，并進(jìn)一步調(diào)控了氨基酸鉍的自組裝方式，分別在10℃，80℃和160℃下得到了具有一維線狀BACP1，納米片組裝的花球狀BACP2和大孔泡沫狀BACP3等新穎納米結(jié)構(gòu)的氨基酸鉍配位聚合物。將此類氨基酸鉍配合物在空氣中焙燒后，分別得到了四方相和單斜相的氧化鉍納米材料。負(fù)載了Pd的

4、氨基酸鉍配合物Pd@BACP2在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的催化活性。此外，我們發(fā)現(xiàn)，與天冬酰胺類似，BACP2對細(xì)胞毒性小，具有較好的生物相容性;并且在抑制胃蛋白酶的消化作用上有良好的表現(xiàn)，此類氨基酸鉍配合物有望應(yīng)用于治療消化類潰瘍疾病。
　　2.釔-氨基酸類納米結(jié)構(gòu)的可控合成及其相應(yīng)氧化物的表征
　　氨基酸含有O、N、S等可參與配位的原子，具有較強(qiáng)的配位能力，與金屬離子的配位形式多種多樣。我們選擇L-天冬酰胺和L-

5、賴氨酸為配體，通過調(diào)控水熱溫度，氨基酸種類以及氨基酸與金屬離子的配比，調(diào)控了溶液中金屬離子與配體之間的自組裝方式，分別獲得了具有納米孔大塊(Y-asn，160℃)，納米線(Y-asn，200℃)，亞微米花球(Y-asn-lys，160℃)，納米方塊(Y-lys，160℃)和微米花狀(Y-lys，160℃)的釔-氨基酸配合物。并以此為前驅(qū)體，通過簡單的焙燒，得到了具有大表面積，多級孔結(jié)構(gòu)的納米氧化釔，在吸附，氣敏和催化等方面有潛在的應(yīng)用價(jià)

6、值。
　　3.分形孔Y2O3的制備及其乙醇重整催化性能研究
　　采用一種無模板，自下而上的自組裝方式，以Y(NO3)3和L-天冬酰胺為原料，基于金屬離子與小分子配體天冬酰胺之間的配合作用成功制備了具有多階次分形孔結(jié)構(gòu)的釔配位聚合物大塊，并以此配合物為前驅(qū)體，通過簡單的焙燒，得到了分形孔結(jié)構(gòu)保持完好的稀土金屬氧化物氧化釔大塊材料，孔徑尺寸分布寬(2nm到20 um)，覆蓋范圍廣。而且，通過這一方法，還可以獲得主族金屬摻雜，過渡

7、金屬摻雜和稀土金屬摻雜的具有分形孔結(jié)構(gòu)的摻雜型氧化釔大塊材料。
　　以Ni摻雜的F-Ni-Y2O3為研究對象，我們深入研究了其在乙醇水蒸氣重整制氫方面的潛在應(yīng)用價(jià)值。我們發(fā)現(xiàn)，具有分形孔結(jié)構(gòu)的F-Ni-Y2O3催化劑在乙醇水蒸氣重整反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的低溫活性，這主要是由于:1.具有分形孔結(jié)構(gòu)的F-Ni-Y2O3催化劑為反應(yīng)物分子與活性中心的接觸提供了更多的機(jī)會;2.被分形孔結(jié)構(gòu)固定的Ni顆粒不僅具有良好的室溫穩(wěn)定性，而且在催化反應(yīng)