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具有特殊形貌的介孔材料的可控合成及其应用基础研究
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  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    TF125.6
  • 关键词:
  • 成果简介:
    介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类具有规整(孔)结构的多孔材料,这种材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等重要优点。使得其吸附、分离,尤其是催化反应中具有微孔分子筛难以比拟的优势,介孔材料的成功合成,是继微孔分子筛材料的成功合成和应用之后,人类在催化材料领域的另一个里程碑式的重要成果。除了在吸附分离和催化领域的重要应用之外,近年来,人们利用介孔材料的小尺寸效应、量子尺寸效应以及主客体效应,制备了可应用于光电器件、微电子技术、化学传感器、非线性光学材料等方面的基于介孔材料的新型材料,使得介孔材料具备更为广阔的应用前景;有关介孔材料的研究已成为国际上跨多学科的热点前沿研究课题之一。具有特殊形貌、特殊结构的介孔材料的合成一直是介孔材料领域的十分重要的研究课题,在理论及应用两个方面均具有十分重要的意义;理论上可以深化人们对于介孔材料的形貌及结构形成的机理的认知,揭示介孔材料形成的规律;同时,合成具有特殊形貌的介孔材料可以极大地拓宽介孔材料的应用范围,促进介孔材料的实际应用。该项目的主要内容包括:具有特殊形貌及结构的介孔材料的合成研究;在具有空心球形貌的介孔材料的介孔上合成“分子阀门”,制备了对于药物分子具有可控释放功能的新型药物缓释材料;以空心球状及介孔纳米粒子为载体,通过有机浸渍法,制备了系列具有优异性能的金属及合金催化剂,研究了这些催化剂的选择加氢及氧化性能;研究了在介孔上酶类分子的吸附及其固载化作用。重要科学发现包括:首次采用双模板剂方法,可控合成了具有空心球、树叶、海绵、纳米粒子等特殊形貌的介孔材料;并且初步探索了双模板剂的作用机理;首次以具有空心球形貌的介孔材料为载体,通过在介孔材料的介孔上设计pH值敏感的分子阀门,制备了一类具有药物可控缓释功能的介孔材料,材料表现出了优秀的可控释放功能;提出了一种有机浸渍法,以介孔材料为载体,制备了系列具有良好选择性加氢性能的催化剂,这些催化剂对于烯醛及烯酮类物质表现出了优秀的选择加氢性能。发现基于介孔材料的加氢及氧化催化剂中,少量金的添加可以大幅度提高钯催化剂的催化性能,并对其机理进行了深入的研究。研究成果发表在了JACS (美国化学会志)、Journal of Catalysis等化学类国际顶级刊物,并得到了国内外同行的高频率引用和高度评价,单篇最高引用达到181次,引用及评介的刊物包括Nature Materials, Nature Chemistry, Chemical Review等国际顶级刊物。国际知名的壳牌公司曾与课题组合作开展基于介孔材料的高性能催化剂的开发研究工作。发表的10篇代表作总他引次数为345次;10篇代表作与10篇他引论文的总他引次数为444次。
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