大比表面积钼酸稀土化学液相合成与催化性能的研究

Big specific surface area of Molybdate lanthanum and cerium can be synthesized by a chemical liquid approach. The microstructure, phase can be controlled, through adjusting the react conditions. Through discussing pH value, growth, reaction time, temperature control, surfactants, the law of preparation and morphology control of nano-materials can be obtained. Based on obtaining big specific surface area of rare-earth Molybdate,rare earth Molybdate catalyst for phenol hydroxylation reaction as the research object as high as possible selectiving synthesis of single isomers of dihydroxybenzene, solving the serious problems for decomposition of H2O2 in catalysts.

以钼酸镧和钼酸铈等典型的钼酸稀土为研究对象，发挥化学液相合成技术在控制材料的微结构、形貌和尺寸等方面的优势，合成出形貌单一的比表面积比较大的钼酸稀土，研究并讨论反应过程中的pH值，反应时间，温度控制，生长机理，表面活性剂的作用，获得一些纳米材料的制备和形貌控制等方面的规律。在获得比表面积比较大的钼酸稀土基础上，以钼酸稀土为催化剂苯酚羟基化等反应为研究对象尽可能高选择性地合成单一的苯二酚异构体，解决H2O2在催化剂上分解严重问题，在此基础上研究钼酸稀土催化剂对苯酚-过氧化氢羟基化研究反应的催化活性及催化机理。

钼（钨）酸盐微纳米材料是无机材料中的一个重要的分支，在光学、电学、磁学、催化等等方面有着很好的性质，并且在相关的领域具有极其广泛的应用价值。近年来，科学家们对合成不同形貌和尺寸作出了巨大的努力，譬如：如何合成出不同的钼（钨）酸盐微纳米材料、探究钼（钨）酸盐微纳米材料的结构与性能已经成为科学工作者关注的问题，也是当今材料科学科学界的热点。本项目旨在利用液相法合成出钼（钨）酸盐微纳米材料，表征及其性能的研究。液相法合成出微纳米材料已经成为科学工作者们最常用的手段，液相法合成主要优点能够合成晶体形貌规则大小尺寸可控的微纳米材料，而得到的这不同的形貌以及大小尺寸都会对材料的性能造成差异。本项目按照研究计划利用液相法制备出一系列的稀土钼（钨）酸盐材料，研究发现反应温度和pH 值对产物的物相以及形貌有着重大的影响。在170℃下，以硝酸钠为添加剂合成出纯相三维（３Ｄ）花球状钨酸铋粉体，通过对实验反应历程的观察，发现硝酸钠在诱导花球状钨酸铋的生长和自组装过程中起到关键作用。研究结果表明，在合适添加剂浓度的基础上，ｐＨ 值的变化会对产物的物相和微观形貌有很大的影响。当pH 值=1.2，硝酸钠浓度为４mol/l时，获得粉体的比表面积为33.427m2/g，这为改良钨酸铋光催化剂的合成与生产探索出新的途径。在利用水热合成钨酸铋（功能材料，2015，46（19）:19080-19088）的基础上，制备出Bi3+敏化上转换材料NaLa(WO4)2:Eu3+等一系列的多功能材料，研究了铋离子桥：WO42-→Bi3+→Eu3+级联能量传递过程，同时测试了NaLa(WO4)2:Eu3+ 等对染料MB的有效光催化降解，发现NaLa(W04)2:Eu3+5%-Bi3+0.8%在120分钟内对MB的光降解效率达到82.4%。通过课题研究，进一步拓宽了金属钼酸盐，特别是稀土钼酸盐的催化性能研究（钼酸盐的制备及在催化中的应用，化学通报，2014,77（4）:302-305）。此类化合物新颖的纳米结构的有效调控与高产量广普合成对进一步探索钼（钨）酸盐光电磁等方面的性质将具有重要的意义。