《功能化的氧化石墨烯誘導沸石合成及表面負載》是依託中國科學院理化技術研究所，由耿建新擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：功能化的氧化石墨烯誘導沸石合成及表面負載
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：耿建新
- 依託單位：中國科學院理化技術研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過在氧化石墨烯（GO）片層表面引入功能基團，形成雙功能性的、具有面對面組裝功能的、納米尺度的構建單元，它可以影響納米結晶在其表面上的生長方式（JACS 2010, 132, 3270; JACS 2010, 132, 14487）。本項目研究功能化的GO在沸石合成中對結晶成核、生長的誘導規律。通過對GO片層表面功能化方式和水熱合成條件的最佳化，控制沸石結晶的尺寸，得到納米尺度的沸石結晶片層、或者結晶線，從而減小沸石內部孔洞的實際長度，提高催化反應中孔洞內部的傳質效率。水熱反應中，GO被還原，得到還原的氧化石墨烯（RGO），納米沸石結晶和RGO片層構成一體，實現沸石在RGO片層上的負載。利用RGO易於形成二維薄膜和三維多孔結構的特性，探索製備新型固載型納米沸石催化體系的新方法。
結題摘要
沸石是一類結晶的鋁矽酸鹽材料，具有均勻規則排列的多孔結構，它還具有大的比表面積和好的水熱穩定性。它們被廣泛的套用於化學工業的各個領域，例如氣體吸附與分離、離子交換和形狀選擇性催化。在這些套用中，沸石的性能往往由它們的分散性和晶體的形貌來決定。在這一研究項目中，氧化石墨烯（GO）被套用於ZSM-5沸石的合成，以控制沸石晶體的形貌。另外，我們還製備了石墨烯（RGO）的多孔材料並負載了無機納米粒子，這些研究結果為製備多孔石墨烯負載沸石提供了可行的途徑。 研究發現，在合成ZSM-5沸石的過程中加入GO可以有效地阻止沸石晶體的聚集現象。GO片層和ZSM-5沸石晶體（100）、（010）和（101）晶面的選擇性相互作用使得沸石晶體沿著[001]方向生長。另外，在ZSM-5沸石形成的過程中，GO可以包埋到晶體的內部，從而形成介孔，因此，通過這一方法得到的ZSM-5沸石的晶體不僅均勻分布，還具有分級孔結構。以GO水溶膠為前驅體，結合旋塗方法和“冰晶誘導的相分離”技術，製備了一系列的大孔石墨烯薄膜（MGTFs）。MGTFs具有高導電性。以MGTFs做電極，通過電化學沉積的方法在MGTFs上負載了多種無機納米粒子。另外，以Sn(BF4)2為錫的前驅體，在GO存在的條件下，通過水熱反應一步製備了氟摻雜二氧化錫(F-SnO2)納米粒子負載的三維多孔石墨烯結構(F-SnO2@RGO)。
