2008年7月13日gydF4y2Ba
J.奥尔蒂斯-兰德罗斯，M. E. Contreras-García和H.法伊弗gydF4y2Ba
版权AD-TECH;被许可人AZoM.com私人有限公司gydF4y2Ba
这是一篇AZo开放获取奖励系统(AZo- oars)的文章，在AZo- oars的条款下分发gydF4y2Ba//www.wireless-io.com/oars.aspgydF4y2Ba在适当引用原著的情况下，允许不受限制地使用，但仅限于非商业性传播和复制。gydF4y2Ba
AZojomo (ISSN 1833-122X)第四卷2008年7月gydF4y2Ba
主题gydF4y2Ba
摘要gydF4y2Ba
介绍gydF4y2Ba
实验程序gydF4y2Ba
亚微米聚苯乙烯乳胶颗粒的合成欧洲杯猜球平台gydF4y2Ba
氧化锆-氧化铝凝胶的制备gydF4y2Ba
大孔结构的制备gydF4y2Ba
描述gydF4y2Ba
结果与讨论gydF4y2Ba
亚微米聚苯乙烯乳胶粒欧洲杯猜球平台gydF4y2Ba
大孔结构的制备gydF4y2Ba
混合氧化物的结构表征gydF4y2Ba
结论gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
参考文献gydF4y2Ba
详细联系方式gydF4y2Ba
摘要gydF4y2Ba
大孔氧化锆gydF4y2Ba2gydF4y2Ba——阿尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba混合氧化物含有不同数量的铝gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba以带负电荷的聚苯乙烯球为模板，以超细颗粒氧化锆-氧化铝氢氧化物凝胶为构建块体，采用溶胶-凝胶法制备了超细颗粒氧化锆-氧化铝氢氧化物凝胶。欧洲杯猜球平台通过煅烧有机模板，可获得亚微米范围内孔径可控的三维多孔阵列。这些材料结合欧洲杯足球竞彩了混合氧化物的化学性质和非常开放的结构，相互连接和均匀的孔隙，可以提供扩散效率，在潜在的催化和气体分离应用。讨论了悬浮条件的影响以及由该合成途径形成的有序多孔微观结构的特点。对样品进行了理化表征gydF4y2Ba2gydF4y2Ba物理吸附(SBET)、XRD、FT-IR、SEM、湿化学分析和Zeta电位测定。gydF4y2Ba
关键字gydF4y2Ba
混合氧化物;ZrOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba——阿尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba；大孔材料，胶体加工。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba
介绍gydF4y2Ba
ZrOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba状态”gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba混合氧化物一直是催化材料领域的研究课题。欧洲杯足球竞彩它们被用作催化剂和/或载体，因为混合体系比纯ZrO具有更高的催化性能gydF4y2Ba2gydF4y2Ba或铝gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba和其他经典支持，如SiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba[1-5].gydF4y2Ba
这类材料通常采用软化学方法合成欧洲杯足球竞彩，包括共沉淀法和溶胶-凝胶技术[2-5]。这两种方法都是避免相分离的好方法，并为在分子水平上制备超均相结构提供了可能性[4,6 -8]。gydF4y2Ba
另一方面，催化载体要求具有良好的热稳定性、化学和结构性能，在孔径、形状和结合性等催化载体中控制结构特性，提高了活性相的选择性和效率，提高了催化系统的性能。gydF4y2Ba
目前，多孔无机氧化物的孔隙度和孔径从几百微米到几纳米不等，可以通过多种方法获得，其中包括使用聚合物球阵列作为模板。已经发表了许多相关论文[9-12]，一些策略遵循胶体处理作为合成途径[13-16]。gydF4y2Ba
本研究的目的是制备ZrOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba状态”gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba亚微米级有序互连大孔结构的混合氧化物，具有潜在的催化剂和催化载体应用。含有不同量铝的混合氧化物gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba以亚微米聚苯乙烯乳胶球(PS)为牺牲模板，通过胶体处理制备多孔结构。gydF4y2Ba
实验程序gydF4y2Ba
亚微米聚苯乙烯乳胶颗粒的合成欧洲杯猜球平台gydF4y2Ba
在文献[17-20]的基础上，以过硫酸铵为引发剂，碳酸氢钠为缓冲液，采用无皂乳液聚合法合成了带负电的硫酸化稳定聚苯乙烯（PS）乳胶微球，反应在70ºC下进行14 h，机械搅拌转速为350 rpm。在工艺开始前，用氮气吹扫系统以消除氧气抑制剂的影响。聚合完成后，冷却反应混合物并过滤以去除任何聚集体。然后，离心分离胶体PS颗粒去除残留的单体、引发剂和水溶性低聚物。使用基于SEM显微照片的Sigma Scan Pro 5软件，通过图像分析估计球体的平均直径。欧洲杯猜球平台gydF4y2Ba
氧化锆-氧化铝凝胶的制备gydF4y2Ba
溶胶前体由试剂级硝酸铝[Al（NOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba）gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba•9 hgydF4y2Ba2gydF4y2BaO]和氧化氯化锆[ZrOClgydF4y2Ba2gydF4y2Ba•8 hgydF4y2Ba2gydF4y2Ba在室温下剧烈搅拌。将这些盐按化学计量比混合，使最终氧化状态的混合氧化物粉末含有0、10、25和50%的氧化铝;分别标记为Z、ZA10、ZA25和ZA50。溶胶前驱体的凝胶化是通过滴入氢氧化铵溶液，直到pH等于9。将得到的凝胶用蒸馏水洗涤几次，以去除氯离子和硝酸钠残留离子。gydF4y2Ba
大孔结构的制备gydF4y2Ba
根据合成路线，第一步分别制备了模板聚合物水悬浮液和纳米凝胶颗粒水悬浮液。欧洲杯猜球平台在这两种情况下，这些悬浮液经过超声处理5 min，然后进行强烈搅拌处理1 h，以确保其良好的分散。将两种悬浮液的pH调整到不同程度后，混合在一起，保持PS:gel颗粒体积比为70:30。欧洲杯猜球平台gydF4y2Ba
根据zeta电位的测定，选择不同的pH值，通过两种不同的机制，即通过异质性混凝现象和通过模板-纳米颗粒稳定悬浮液的沉降和蒸发，生成模板-凝胶颗粒的紧密组合。欧洲杯猜球平台gydF4y2Ba
在第二个实验步骤中，混合悬浮液在75ºC的烤箱中加热，直到全部水被除去。最后，将聚合物/陶瓷组件在550ºC的空气中煅烧4 h，去除PS模板，获得大孔无机氧化物，从而形成大孔结构。煅烧速率为1ºC/min。对不同的混合氧化物组成进行了上述实验。Z、ZA10、ZA25和ZA50样品按照图2中b线所描述的Z势条件进行加工。另一方面，在异混凝条件下处理的样品以传统的H命名，即ZH、ZA10H等。gydF4y2Ba
描述gydF4y2Ba
用x射线衍射对样品进行表征;在Bruker D8 Advance衍射仪中，使用Cu Kα辐射，在20º≤2θ≤80º范围内记录图像。在SEM模型Stereoscan 440上用扫描电子显微镜观察了多孔结构的形貌。zeta电位的测量是在zeta meter 3.0+仪器中进行的。在测定Zeta电位时，用试剂级盐酸和氢氧化铵调节悬浮液的pH值，用NaCl调节离子强度。对制备的KBr微球、湿法化学分析和NgydF4y2Ba2gydF4y2Ba物理吸附的gydF4y2Ba打赌gydF4y2Ba)测量。gydF4y2Ba
结果与讨论gydF4y2Ba
亚微米聚苯乙烯乳胶粒欧洲杯猜球平台gydF4y2Ba
单分散聚苯乙烯需要形成有序的紧密排列，这直接关系到最终多孔结构的形貌。因此，模板直径的变化不应超过8%[11]。通过图像分析估计粒径变化为3%，即聚苯乙烯球的粒径分布较窄，平均粒径为685±20 nm。gydF4y2Ba
采用离心分离法，用上清液去除一定数量的小颗粒。欧洲杯猜球平台图1为合成的乳胶球的SEM显微图，其粒径分布呈单峰状，致密堆积。gydF4y2Ba
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图1所示。gydF4y2Ba单分散PS的SEM图像。gydF4y2Ba
大孔结构的制备gydF4y2Ba
在所用pH范围内的较高值和负电荷值。对于混合氢氧化物水凝胶悬浮液，等电点随着氧化铝含量的增加而升高。在所用pH范围内的较高值和负电荷值越高。对于混合氢氧化物水凝胶悬浮液，等电点随着氧化铝含量的增加而升高含量增加。在pH=11时，纯氧化锆水凝胶的负Z-电位值较高，随着氧化铝水凝胶含量的增加，负Z-电位值降低。在pH=3时，负Z-电位值较高，表现出相反的行为。gydF4y2Ba
对z -势与pH曲线的分析表明，所有获得的悬浮液的pH值都是电动稳定的。这些数据见表1。gydF4y2Ba
表1。gydF4y2Ba悬浮液中不同颗粒的Zeta电位值。欧洲杯猜球平台gydF4y2Ba
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泽塔电位gydF4y2Ba
(mv)gydF4y2Ba
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电动电势(mv)gydF4y2Ba
(pH = 11)gydF4y2Ba
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图2显示了两个对应于两种悬浮条件的区域，其中一个在酸性区域表示为a和a '。另一种在碱性区，对应于pH条件，具有较高的z势，命名为b。gydF4y2Ba
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图2。gydF4y2BaPS和混合氧化物凝胶在水悬浮液中的ζ电位值。gydF4y2Ba
混合氧化物的结构表征gydF4y2Ba
区域a和a’是异混凝过程的悬浮条件，因为聚合物和凝胶表面电荷相反，可以形成核-壳结构;b，是导致沉降和蒸发的悬浮条件，即Wang等人报道的[15]方法。这种方法是基于凝胶颗粒和模板形成的稳定悬浮液的液相快速蒸发。欧洲杯猜球平台缓慢的蒸发速率促进了PS阵列间隙的凝胶形成，形成了混合结构。随后的煅烧导致模板消除产生设计的多孔结构。gydF4y2Ba
Al和Zr含量的化学分析结果如表2所示。公式的艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba/氧化锆gydF4y2Ba2gydF4y2Ba所制备的样品上的铝的比例非常接近gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba/氧化锆gydF4y2Ba2gydF4y2Ba得到的混合氧化物的比例。gydF4y2Ba
表2。gydF4y2Ba各种样品的湿化学分析结果。gydF4y2Ba
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艾尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba/氧化锆gydF4y2Ba2gydF4y2Ba比gydF4y2Ba
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x射线衍射剖面如图3所示。从图3 (a)可以看出，有一些宽峰分别对应于四方(t)和单斜(m)氧化锆(图3 (a))。样品AZ10、AZ25和AZ50的衍射图(b)、(c)和(d)仅在30°左右出现宽峰，对应的是方正氧化锆主峰的信号，显示出结晶初期的非晶相。gydF4y2Ba
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图3。gydF4y2Ba550ºC煅烧4h样品的XRD谱图:(a) Z;(b) ZA10;(c) ZA25和(d) ZA50。gydF4y2Ba
图4显示了热处理至550℃的样品的FT-IR光谱。所有样品在3430和1630 cm处显示出条带gydF4y2Ba－1gydF4y2Ba归因于吸附水和配位水中O-H键的弯曲振动和伸缩振动，表明存在结构上的羟基残留。gydF4y2Ba
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图4。gydF4y2BaFT–红外光谱：（a）Z；（b）ZA10；（c）ZA25和（d）ZA50gydF4y2Ba
波段在494和744,576,416厘米gydF4y2Ba－1gydF4y2BaZ样品中为氧化锆的四方相和单斜相，分别为[21]。样品ZA10在416、494和744 cm处有条带gydF4y2Ba－1gydF4y2Ba与XRD数据不一致，未显示氧化锆结晶。gydF4y2Ba
在ZA10、ZA25和ZA50样品中，在1400、1034和563 cm处存在氧化铝条带gydF4y2Ba－1gydF4y2Ba带子在576厘米gydF4y2Ba－1gydF4y2Ba样品中(m)氧化锆的Z特征移至600 cmgydF4y2Ba－1gydF4y2Ba在ZA10和ZA25。然而，需要指出的是，这些样品，对应的混合氧化物，显示出一个趋势。随着氧化铝浓度的增加，这些带的强度逐渐降低，直到在1040和530厘米处形成肩带和宽带gydF4y2Ba－1gydF4y2Ba分别在样本ZA50中。宽带可以用两条带的相对贡献来解释，一条在494厘米处gydF4y2Ba－1gydF4y2Ba(t) ZrO的特性gydF4y2Ba2gydF4y2Ba另一颗在563厘米处gydF4y2Ba－1gydF4y2Ba对应于氧化铝。gydF4y2Ba
根据[6]文献报道，在2100 cm范围内有一条与Zr-O-Al键存在有关的带gydF4y2Ba－1gydF4y2Ba．然而，在目前的工作中，该带的存在含氧化铝光谱不清楚，它也在纯系ZrO上发现gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，这表明这种振动并不排斥Zr-O-Al系统。gydF4y2Ba
样品ZA10、ZA25和ZA50的陶瓷材料的欧洲杯足球竞彩SEM图像（图5至9）显示了一个相互连接的开放大孔，平均孔径为420 nm，相当于球形模板直径的60%。一旦建立了上述机构；通过改变PS球形颗粒的直径，可以系统地控制最终多孔结构中的孔径。通过这种方式，可以设计大孔催化剂和载体，以在催化过程中提供最佳流动和提高效率。欧洲杯猜球平台gydF4y2Ba
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图5。gydF4y2BaZA10样品大孔开放结构。gydF4y2Ba
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图6。gydF4y2BaZA25样品大孔开放结构。gydF4y2Ba
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图7。gydF4y2BaZA25样品大孔开放结构。gydF4y2Ba
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图8。gydF4y2BaZA50样品具有平均孔径为420 nm的大孔结构。gydF4y2Ba
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图9。gydF4y2BaZA50样品具有平均孔径为420 nm的大孔结构。gydF4y2Ba
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图10。gydF4y2Ba样品ZA50H的大孔封闭结构。gydF4y2Ba
不同样品的SEM照片显示，其形貌与氧化铝含量密切相关。当氧化铝含量增加时，获得了清晰的开放结构和相互连接的孔隙率。合成纯氧化锆成分的大孔结构的尝试失败。Z sam获得的结构ple是没有任何大孔的粉末。在这种情况下，由于ZrO，宏观结构可能已经崩溃gydF4y2Ba2gydF4y2Ba不是由AlgydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，形成氧化锆单斜相。gydF4y2Ba
异质混凝条件下的样品a-a '(图2)，没有呈现相互连通的多孔结构，仅呈现封闭的孔隙结构，如图10所示。所以这些条件没有被进一步研究。gydF4y2Ba
用单点BET法测量样品的比表面积如表3所示。正如预期的那样，氧化铝含量增加。这种增加与氧化铝对氧化锆的织构促进作用有关。gydF4y2Ba
表3。gydF4y2Ba不同样品中存在比表面积和结晶相。gydF4y2Ba
样本gydF4y2Ba |
阶段XRDgydF4y2Ba |
结构化和煅烧样品gydF4y2Ba
(550°C h)gydF4y2Ba
年代gydF4y2Ba打赌gydF4y2Ba(mgydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba－1gydF4y2Ba）gydF4y2Ba |
ZgydF4y2Ba |
t + m氧化锆gydF4y2Ba |
87gydF4y2Ba |
咱10gydF4y2Ba |
非晶gydF4y2Ba |
112gydF4y2Ba |
咱25gydF4y2Ba |
非晶gydF4y2Ba |
147gydF4y2Ba |
咱50gydF4y2Ba |
非晶gydF4y2Ba |
196gydF4y2Ba |
结论gydF4y2Ba
研究表明，以聚苯乙烯微球为牺牲模板，采用溶胶-凝胶法制备了高比表面积的氧化锆-氧化铝混合氧化物。gydF4y2Ba
这种结构材料的优点是结合了氧化锆欧洲杯足球竞彩-氧化铝体系在组合方面的广泛用途和开放的大孔框架的优点。gydF4y2Ba
通过这种方法，它可以产生具有良好定义和可控互连孔隙的多孔结构，提供结构特征，有助于先进的催化材料。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
作者感谢j . ortizz - landeros参与的CONACYT和ECOES项目。此外，作者感谢Leticia Baños在XRD分析方面提供的技术帮助。gydF4y2Ba
参考文献gydF4y2Ba
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详细联系方式gydF4y2Ba
J.奥尔蒂斯-兰德罗斯和M. E. Contreras-GarcíagydF4y2Ba 米却卡纳大学Nicolás degydF4y2Ba
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研究所MetalúrgicasgydF4y2Ba
莫里利亚大学，普氏58000gydF4y2Ba
米却肯州gydF4y2Ba
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h·菲佛gydF4y2Ba 国立大学Autónoma de México材料调查研究所gydF4y2Ba
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墨西哥gydF4y2Ba
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这篇论文也将发表在《材料与材料加工技术进展杂志》上，9[2](2007)119-124。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba