劉春雨,范傳剛

(濱州學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，山東 濱州 256603)

自催化在材料研究中的應(yīng)用進(jìn)展

劉春雨,范傳剛

(濱州學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，山東 濱州 256603)

介紹了自催化在合成/分解材料中的應(yīng)用, 對(duì)材料的合成/分解自催化性能進(jìn)行分析研究來(lái)說(shuō)明最近的研究進(jìn)展。

自催化；合成；分解；研究進(jìn)展

20 世紀(jì)90年代以來(lái)，以電子信息、新材料等技術(shù)為代表的高新技術(shù)已成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，高技術(shù)的發(fā)展又向各種材料提出了更多的要求。而在材料的合成中用到了關(guān)鍵的自催化反應(yīng)。自催化反應(yīng)由催化劑生成反應(yīng)和催化劑催化含能材料的催化反應(yīng)組成。隨著有機(jī)、無(wú)機(jī)、金屬和復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展，其制備方法和應(yīng)用已成為近些年來(lái)物理、化學(xué)、材料和生命科學(xué)等多領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)；而有害物質(zhì)的分解中利用自催化反應(yīng)也成為關(guān)注熱點(diǎn)[1-6]。

1 在有機(jī)材料中的應(yīng)用

霍淑平等[7]采用一步法發(fā)泡制備了腰果酚-木質(zhì)素復(fù)合自催化型聚氨酯泡沫。該方法減少了叔胺類(lèi)和有機(jī)金屬化合物催化劑的添加[8-9]，且減少了泡沫中有機(jī)揮發(fā)物的揮發(fā)和改善泡沫氣味。王丹丹等[10]通過(guò)邁克爾加成方法制備了吡咯和吲哚。該法避免了酸催化和有機(jī)溶劑的使用，提高了產(chǎn)物的活性和產(chǎn)率。Kai Li等[11]利用自催化反應(yīng)制備凝膠，該法通過(guò)反應(yīng)物的初始濃度和側(cè)向預(yù)拉伸層決定凝膠層厚度，可控程度高。平清偉等[12]利用自催化乙醇精煉法從木質(zhì)纖維生物質(zhì)中分離木質(zhì)素。該法具有溶劑可回收利用、溶解性強(qiáng)、無(wú)污染的特點(diǎn)，而且可以獲得高價(jià)值的附加產(chǎn)物。王亮等[13]則利用常壓甘油自催化預(yù)處理木質(zhì)纖維素濃醪發(fā)酵纖維素乙醇。該法在避免低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑預(yù)處理時(shí)常見(jiàn)的高壓操作、易燃易爆和有毒易泄露等風(fēng)險(xiǎn)外，有助于同時(shí)推進(jìn)生物柴油和生物乙醇的商業(yè)化。

2 在無(wú)機(jī)材料中的應(yīng)用

S.Suomalainen等[14]利用自催化方法制備一維半導(dǎo)體納米線(xiàn)(NW)，該法有利于大規(guī)模人力資源開(kāi)發(fā)制造NW器件，特別是用于光電子中GaAs NW的摻雜。施衛(wèi)國(guó)等[15]通過(guò)熱蒸發(fā)法制備了一維納米金屬氧化物半導(dǎo)體。該方法的自催化生長(zhǎng)模式避免了引入其它過(guò)渡金屬催化劑，還能夠控制一維納米材料的直徑和長(zhǎng)度，方法簡(jiǎn)便可行性程度高。周鳴宇等[16]利用化學(xué)氣相沉積方法合成準(zhǔn)一維ZnO2納米材料，并利用自催化生長(zhǎng)修飾片的納米螺旋和納米線(xiàn)的生長(zhǎng)。該方法可以獲得具有新穎形貌的氧化鋅樣品；自催化形成修飾片。李林虎等[17]則采用化學(xué)氣相沉積法制備了氮化鎵納米線(xiàn)。該方法GaN晶核在Ga的自催化作用下逐漸生長(zhǎng)[18-19]合成氮化稼納米線(xiàn)結(jié)構(gòu)，遵循VLS生長(zhǎng)機(jī)制，反應(yīng)操作簡(jiǎn)單，避免其他雜質(zhì)的引入。Pavan Kumar Kasanaboina等[20]通過(guò)Ga輔助分子束外延制備稀土氮化物GaAs/GaAsSbN/GaAs核殼納米，該法具有減少帶隙和晶格參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳導(dǎo)和價(jià)帶偏移的獨(dú)立調(diào)諧。楊西萍等[21]利用采用檸檬酸鈉還原氯酸金的方法和調(diào)整還原劑量及種類(lèi)，還原金鹽(HAuCl4)的方法，制備了納米金膠體。該方法可以?xún)?yōu)選自催化條件，來(lái)放大檢測(cè)信號(hào)，提高其檢測(cè)靈敏度。

3 在復(fù)合材料中的應(yīng)用

Ali, Farmand等[22]通過(guò)自催化溶膠-凝膠法，制備了氨基硅烷官，該法提高了氨基硅烷官的熱、機(jī)械性能和穩(wěn)定性。Fu, Li-Shun等[23]通過(guò)自催化還原法和溶膠-凝膠法，合成了FeNi3/銦錫(ITO)復(fù)合納米粒子。該方法合成的FeNi3/ ITO復(fù)合納米粒子具有低紅外發(fā)射率和優(yōu)異的EMA性能。李丹揚(yáng)等[24]采用液相化學(xué)沉積法，制備了AP/Co MOF核殼型納米復(fù)合材料，并研究其對(duì)AP熱分解的自催化性能[25]。該方法合成的復(fù)合材料具有優(yōu)異的熱學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高AP熱分解的催化效率，包覆燃料層(Al)形成一個(gè)多層核殼結(jié)構(gòu)固體推進(jìn)劑。徐林煦等[26]采用自催化方法，制備了金屬粒子/二氧化硅納米復(fù)合材料。該方法實(shí)現(xiàn)連續(xù)自催化水解縮合反應(yīng)，自帶催化基團(tuán)和近中性的溫和反應(yīng)條件可以保證金屬粒子不被破壞。

3 結(jié)語(yǔ)

在材料制備、分解過(guò)程中利用產(chǎn)物自身的催化作用可以加快反應(yīng)的進(jìn)行，加快反應(yīng)速率，但是隨著研究的深入以及應(yīng)用的推廣，其本身所具有的缺陷也漸漸暴露出來(lái)，比如反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等問(wèn)題有待提高。這些問(wèn)題的解決，可通過(guò)助劑的添加或調(diào)解pH等方法，但是仍然有待進(jìn)一步研究。

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(本文文獻(xiàn)格式：劉春雨,范傳剛.自催化在材料研究中的應(yīng)用進(jìn)展 [J].山東化工，2017，46(12)：68-69.)

Research Progress of Autocatalysis in Synthetic / Decomposition Materials

LiuChunyu,FanChuangang

(College of Chemical Engineering，Binzhou University， Binzhou 256600，China)

The application of autocatalysis in synthesis / decomposition materials was introduced. The recent research progress was analyzed by analyzing and synthesizing the synthesis / decomposition of materials.

autocatalysis; synthesis; decomposition; research progress

2017-04-13

劉春雨(1993—)，山東菏澤人，大學(xué)生，主要從事無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析。

TQ426

A

1008-021X(2017)12-0068-02