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Nature Materials纳米材料研究进展汇总【2016.05月刊】
2016-05-04 11:35:29 作者:本网整理 来源:材料牛

  1、配体置换胶体驱动金属氧化物纳米晶体催化

 

  表面化学对胶体纳米晶体的实用化起着关键作用,在这方面,金属氧化物纳米晶体(NCs)与其他NCs相比,表面酸性配位体吸附突出,并证明出其吸附的关键是电子转移。


  近期,比利时根特大学Jonathan De Roo团队报道出,化学驱动配位置换可促进结合的羧酸转换成非配位酰胺或酯。更进一步研究得出,持续配位置换,加入过量羧酸,会形成酯催化途径。金属氧化物可以通过化学驱动配体置换,形成有效的纳米晶体催化剂。

 

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图1 配位置换形成酰胺和酯化

 

  文献链接:Colloidal metal oxide nanocrystal catalysis by sustained chemically driven ligand displacement

 

  2、Kerog 纳米结构真实分子模型

 

  Kerogen作为烃类有机骨架扮演着非常重要的角色,它主要来源于烃源岩。但Kerogen的化学,形貌和力学之间的相互联系还没有理解清楚。页岩气量的升高对环境有很大的影响,辨别地球化学,运输,弹性,及断裂性能与功能性关系,在Kerogen真实分子模型之中尤为重要。


  Benoit Coasne利用混合实验—模拟这种方法,提出一组Kerogen真实分子模型,并提供一些详细的图片证实Kerogen纳米结构,但模型不考虑黏土和其他矿物页岩存在。

 

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图2 Kerogen在富有机页岩气中形成


  文献链接:Realistic molecular model of kerogen's nanostructure

 

  3、有机交联方法合成超晶格提升力学性能

 

科学界普遍认为,由各向异性和纳米尺度的的矿物组成的天然生物复合材料, 其机械性能优于那些含量少的矿物和有机成分的复合材料。


  对于机械强度高于微量成分的矿物与有机成分的复合材料原因,Axel Dreyer通过实验证明:自组装球形氧化铁纳米颗粒,在油酸分子中通过热致交联反应相互连接形成超晶格,该结构具有异常高的弯曲模量114GPa,硬度达到4GPa,强度为630MPa。利用纳米机械模型解释,这些优异的力学性能主要是因为有机分子连接成共价骨链。Axel Dreyer认为他们的交联方法也适用于复杂纳米粒子体系。

 

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图3 纳米复合材料力学性能表征


  文献链接:Organically linked iron oxide nanoparticle supercrystals with exceptional isotropic mechanical properties

 

  4、界面电荷效应控制Pt选择性催化

 

  调谐异质金属催化剂电子结构已成为优化催化活性的一种有效方法。合成乙二胺涂层超薄铂纳米线作为模型催化剂,通过简单有机修饰来诱导界面电子效应,从而在催化加氢过程中控制金属催化剂的选择性。


  厦门大学郑南峰课题组运用工业上很重要的物质—Pt纳米线,选择性生产N-羟基苯胺。机理研究表明:电子从乙二胺施主中转移到铂纳米线表面,使得表面富集电子。在催化过程中,界面电子效应使得催化剂表面出现吸附电子-缺陷反应物,阻止全部氢化。更重要的是,界面电子效应是通过简单有机修饰实现的,用这种方法这也可以对商业催化剂Pt进行优化。

 

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图4 极细Pt纳米线结构分析


  文献链接:Interfacial electronic effects control the reaction selectivity of platinum catalysts

 

 

 

 

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