多级结构Ni@CuS复合物的合成及在提高催化还原4-硝基苯酚性能方面的应用

马亦然 周苇 曹薇 郑金龙 郭林

引用本文: 马亦然, 周苇, 曹薇, 郑金龙, 郭林. 多级结构Ni@CuS复合物的合成及在提高催化还原4-硝基苯酚性能方面的应用[J]. 物理化学学报, 2015, 31(10): 1949-1955. doi: 10.3866/PKU.WHXB201509091 shu
Citation:  MA Yi-Ran, ZHOU Wei, CAO Wei, ZHENG Jin-Long, GUO Lin. Preparation of Hierarchical Ni@CuS Composites and the Application of the Enhanced Catalysis for 4-Nitrophenol Reduction[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(10): 1949-1955. doi: 10.3866/PKU.WHXB201509091 shu

多级结构Ni@CuS复合物的合成及在提高催化还原4-硝基苯酚性能方面的应用

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(11079002, 51472014) (11079002, 51472014)

    高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金(201331)资助项目 (201331)

摘要:

三种多级结构花状硫化铜通过水热法, 利用纳米薄片自组装形成. 加入有机分子聚乙烯吡咯烷酮或1,3,5-均苯三甲酸调控其片层密度. 产物作为基板生长镍纳米颗粒. 通过环境扫描电子显微镜(SEM), X射线衍射(XRD), 透射电子显微镜(TEM)等对这种复合物的结构进行表征. 利用紫外-可见吸收光谱, 研究了产物作为催化剂催化还原4-硝基苯酚的性能. 结果表明, 长在具有最稀疏片层的样品(Ni@SUB2)上的镍纳米颗粒(NiNPs, 直径5 nm左右)具有超低负载量, 为0.469% (w). Ni@SUB2在三种Ni@SUB复合物中具有最好的催化性能. 还原4-硝基苯酚的反应中, 4-硝基酚初始浓度为0.2 mmol·L-1时Ni@SUB2在4 min中内转化率可以实现100%, 而等量的纯Ni纳米颗粒转化率只有43%. 增强的催化性能可以归结为镍纳米颗粒在硫化铜基板上得到良好分散, 可以提供更多催化位点. 同时硫化铜基板不溶于水, 可以通过离心的方式回收催化剂, 有利于环境保护.

English

    1. [1]

      (1) Bu, F. X.; Hu, M.; Xu, L.; Meng, Q.; Mao, G. Y.; Jiang, D. M.; Jiang, J. S. Chem. Commun. 2014, 50, 8543. doi: 10.1039/C4CC02909G

      (1) Bu, F. X.; Hu, M.; Xu, L.; Meng, Q.; Mao, G. Y.; Jiang, D. M.; Jiang, J. S. Chem. Commun. 2014, 50, 8543. doi: 10.1039/C4CC02909G

    2. [2]

      (2) Butt, F. K.; Tahir, M.; Cao, C. B.; Idrees, F.; Ahmed, R.; Khan, W. S.; Ali, Z.; Mahmood, N.; Tanveer, M.; Mahmood, A.; Aslam, I. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 13635. doi: 10.1021/am503136h(2) Butt, F. K.; Tahir, M.; Cao, C. B.; Idrees, F.; Ahmed, R.; Khan, W. S.; Ali, Z.; Mahmood, N.; Tanveer, M.; Mahmood, A.; Aslam, I. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 13635. doi: 10.1021/am503136h

    3. [3]

      (3) Liu, Y. T.; Duan, Z. Q.; Xie, X. M.; Ye, X. Y. Chem. Commun. 2013, 49, 1642. doi: 10.1039/c3cc38567a(3) Liu, Y. T.; Duan, Z. Q.; Xie, X. M.; Ye, X. Y. Chem. Commun. 2013, 49, 1642. doi: 10.1039/c3cc38567a

    4. [4]

      (4) Fan, H. B.; Zhang, D. F.; Guo, L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2214. [范海滨, 张东凤, 郭林. 物理化学学报, 2012, 28, 2214.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201206122(4) Fan, H. B.; Zhang, D. F.; Guo, L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2214. [范海滨, 张东凤, 郭林. 物理化学学报, 2012, 28, 2214.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201206122

    5. [5]

      (5) Chen, F. X.; Fan, W. Q.; Zhou, T. Y.; Huang, W. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 167. [陈拂晓, 范伟强, 周腾云, 黄卫红. 物理化学学报, 2013, 29, 167.] doi: 10.3866/PKU.WHXB 201210291(5) Chen, F. X.; Fan, W. Q.; Zhou, T. Y.; Huang, W. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 167. [陈拂晓, 范伟强, 周腾云, 黄卫红. 物理化学学报, 2013, 29, 167.] doi: 10.3866/PKU.WHXB 201210291

    6. [6]

      (6) Zhang, Z. C.; Chen, Y. F.; He, S.; Zhang, J. C.; Xu, X. B.; Yang, Y.; Nosheen, F.; Saleem, F.; He, W.; Wang, X. Angew. Chem. Int. Edit. 2014, 53, 12517.(6) Zhang, Z. C.; Chen, Y. F.; He, S.; Zhang, J. C.; Xu, X. B.; Yang, Y.; Nosheen, F.; Saleem, F.; He, W.; Wang, X. Angew. Chem. Int. Edit. 2014, 53, 12517.

    7. [7]

      (7) el, S.; Chen, F.; Cai, W. B. Small 2014, 10, 631. doi: 10.1002/smll.201301174(7) el, S.; Chen, F.; Cai, W. B. Small 2014, 10, 631. doi: 10.1002/smll.201301174

    8. [8]

      (8) Xie, Y.; Riedinger, A.; Prato, M.; Casu, A.; Genovese, A.; Guardia, P.; Sottini, S.; Sangre rio, C.; Miszta, K.; Ghosh, S.; Pellegrino, T.; Manna, L. J. Am. Chem. Soc.2013, 135, 17630. doi: 10.1021/ja409754v(8) Xie, Y.; Riedinger, A.; Prato, M.; Casu, A.; Genovese, A.; Guardia, P.; Sottini, S.; Sangre rio, C.; Miszta, K.; Ghosh, S.; Pellegrino, T.; Manna, L. J. Am. Chem. Soc.2013, 135, 17630. doi: 10.1021/ja409754v

    9. [9]

      (9) Guo, L. R.; Panderi, I.; Yan, D. D.; Szulak, K.; Li, Y. J.; Chen, Y. T.; Ma, H.; Niesen, D. B.; Seeram, N.; Ahmed, A.; Yan, B. F.; Pantazatos, D.; Lu, W. ACS Nano 2013, 7, 8780. doi: 10.1021/nn403202w(9) Guo, L. R.; Panderi, I.; Yan, D. D.; Szulak, K.; Li, Y. J.; Chen, Y. T.; Ma, H.; Niesen, D. B.; Seeram, N.; Ahmed, A.; Yan, B. F.; Pantazatos, D.; Lu, W. ACS Nano 2013, 7, 8780. doi: 10.1021/nn403202w

    10. [10]

      (10) Kim, M.; Park, J. C.; Kim, A.; Park, K. H.; Song, H. Langmuir 2012, 28, 6441. doi: 10.1021/la300148e(10) Kim, M.; Park, J. C.; Kim, A.; Park, K. H.; Song, H. Langmuir 2012, 28, 6441. doi: 10.1021/la300148e

    11. [11]

      (11) Yang, Y.; Ren, Y.; Sun, C. J.; Hao, S. J. Green Chem. 2014, 16, 2273. doi: 10.1039/c3gc42121j(11) Yang, Y.; Ren, Y.; Sun, C. J.; Hao, S. J. Green Chem. 2014, 16, 2273. doi: 10.1039/c3gc42121j

    12. [12]

      (12) Li, P. Z.; Aijaz, A.; Xu, Q. Angew. Chem. Int. Edit. 2012, 51, 6753. doi: 10.1002/anie.201202055(12) Li, P. Z.; Aijaz, A.; Xu, Q. Angew. Chem. Int. Edit. 2012, 51, 6753. doi: 10.1002/anie.201202055

    13. [13]

      (13) Jiao, Z. F.; Dong, L. L.; Guo, X. N.; Jin, G. Q.; Guo, X. Y.; Wang, X. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 1941. [焦志锋, 董莉莉, 郭晓宁, 靳国强, 郭向云, 王晓敏. 物理化学学报, 2014, 30, 1941.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201408181(13) Jiao, Z. F.; Dong, L. L.; Guo, X. N.; Jin, G. Q.; Guo, X. Y.; Wang, X. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 1941. [焦志锋, 董莉莉, 郭晓宁, 靳国强, 郭向云, 王晓敏. 物理化学学报, 2014, 30, 1941.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201408181

    14. [14]

      (14) Zhu, Z. J.; Zhai, Y. L.; Dong, S. J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 16721. doi: 10.1021/am503689t(14) Zhu, Z. J.; Zhai, Y. L.; Dong, S. J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 16721. doi: 10.1021/am503689t

    15. [15]

      (15) Wu, T.; Cai, W. Y.; Zhang, P.; Song, X. F.; Gao, L. RSC Adv. 2013, 3, 23976. doi: 10.1039/c3ra43203c(15) Wu, T.; Cai, W. Y.; Zhang, P.; Song, X. F.; Gao, L. RSC Adv. 2013, 3, 23976. doi: 10.1039/c3ra43203c

    16. [16]

      (16) Galenko, E. E.; Galenko, A. V.; Khlebnikov, A. F.; Novikov, M. S. RSC Adv. 2015, 5, 18172. doi: 10.1039/C5RA01889G(16) Galenko, E. E.; Galenko, A. V.; Khlebnikov, A. F.; Novikov, M. S. RSC Adv. 2015, 5, 18172. doi: 10.1039/C5RA01889G

    17. [17]

      (17) Yang, Y.; Zhang, Y.; Sun, C. J.; Li, X. S.; Zhang, W.; Ma, X. H.; Ren, Y.; Zhang, X. ChemCatChem 2014, 6, 3084. doi: 10.1002/cctc.201402607(17) Yang, Y.; Zhang, Y.; Sun, C. J.; Li, X. S.; Zhang, W.; Ma, X. H.; Ren, Y.; Zhang, X. ChemCatChem 2014, 6, 3084. doi: 10.1002/cctc.201402607

    18. [18]

      (18) Zhang, S. H.; Gai, S. L.; He, F.; Ding, S. J.; Li, L.; Yang, P. P. Nanoscale 2014, 6, 11181. doi: 10.1039/C4NR02096K(18) Zhang, S. H.; Gai, S. L.; He, F.; Ding, S. J.; Li, L.; Yang, P. P. Nanoscale 2014, 6, 11181. doi: 10.1039/C4NR02096K

    19. [19]

      (19) Jiang, Z. F.; Xie, J. M.; Jiang, D. L.; Jing, J. J.; Qin, H. R. CrystEngComm 2012, 14, 4601. doi: 10.1039/c2ce25205h(19) Jiang, Z. F.; Xie, J. M.; Jiang, D. L.; Jing, J. J.; Qin, H. R. CrystEngComm 2012, 14, 4601. doi: 10.1039/c2ce25205h

    20. [20]

      (20) Wu, Y. G.; Wen, M.; Wu, Q. S.; Fang, H. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 6307. doi: 10.1021/jp412711b(20) Wu, Y. G.; Wen, M.; Wu, Q. S.; Fang, H. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 6307. doi: 10.1021/jp412711b

    21. [21]

      (21) Gu, X. M.; Qi, W.; Xu, X. Z.; Sun, Z. H.; Zhang, L. Y.; Liu, W.; Pan, X. L.; Su, D. S. Nanoscale 2014, 6, 6609. doi: 10.1039/c4nr00826j(21) Gu, X. M.; Qi, W.; Xu, X. Z.; Sun, Z. H.; Zhang, L. Y.; Liu, W.; Pan, X. L.; Su, D. S. Nanoscale 2014, 6, 6609. doi: 10.1039/c4nr00826j

    22. [22]

      (22) Xu, D.; Diao, P.; Jin, T.; Wu, Q. Y.; Liu, X. F.; Guo, X.; ng, H. Y.; Li, F.; Xiang, M.; Yu, R. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 16738. doi:10.1021/acsami.5b04504(22) Xu, D.; Diao, P.; Jin, T.; Wu, Q. Y.; Liu, X. F.; Guo, X.; ng, H. Y.; Li, F.; Xiang, M.; Yu, R. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 16738. doi:10.1021/acsami.5b04504

    23. [23]

      (23) Zhou, Y.; Zhu, Y. H.; Yang, X. L.; Huang, J. F.; Chen, W.; Lv, X. M.; Li, C.Y.; Li, C. Z. RSC Adv. 2015, 5, 50454. doi: 10.1039/C5RA08243A(23) Zhou, Y.; Zhu, Y. H.; Yang, X. L.; Huang, J. F.; Chen, W.; Lv, X. M.; Li, C.Y.; Li, C. Z. RSC Adv. 2015, 5, 50454. doi: 10.1039/C5RA08243A

    24. [24]

      (24) Pachfule, P.; Kandambeth, S.; Díaz, D. D.; Banerjee, R. Chem. Commun. 2014, 50, 3169. doi: 10.1039/c3cc49176e(24) Pachfule, P.; Kandambeth, S.; Díaz, D. D.; Banerjee, R. Chem. Commun. 2014, 50, 3169. doi: 10.1039/c3cc49176e

    25. [25]

      (25) Zhao, X. H.; Li, Q.; Ma, X. M.; Xiong, Z.; Quan, F. Y.; Xia, Y. Z. RSC Adv. 2015, 5, 49534. doi: 10.1039/C5RA07821K(25) Zhao, X. H.; Li, Q.; Ma, X. M.; Xiong, Z.; Quan, F. Y.; Xia, Y. Z. RSC Adv. 2015, 5, 49534. doi: 10.1039/C5RA07821K

    26. [26]

      (26) Shin, K. S.; Cho, Y. K.; Choi, J. Y.; Kim, K. Appl. Catal. A 2012, 413-414, 170.(26) Shin, K. S.; Cho, Y. K.; Choi, J. Y.; Kim, K. Appl. Catal. A 2012, 413-414, 170.

    27. [27]

      (27) An, Q.; Yu, M.; Zhang, Y. T.; Ma, W. F.; Guo, J.; Wang, C. C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 22432. doi: 10.1021/jp307629m(27) An, Q.; Yu, M.; Zhang, Y. T.; Ma, W. F.; Guo, J.; Wang, C. C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 22432. doi: 10.1021/jp307629m

    28. [28]

      (28) Baruah, B.; Gabriel, G. J.; Akbashev, M. J.; Booher, M. E. Langmuir 2013, 29, 4225. doi: 10.1021/la305068p

      (28) Baruah, B.; Gabriel, G. J.; Akbashev, M. J.; Booher, M. E. Langmuir 2013, 29, 4225. doi: 10.1021/la305068p

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  108
  • 文章访问数:  737
  • HTML全文浏览量:  14
文章相关
  • 发布日期:  2015-10-10
  • 收稿日期:  2015-07-24
  • 网络出版日期:  2015-09-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章