调节NP的大小可以极大地改变其电子,热和光学性质,从而提高催化的应用性能。CFD方法可以利用超临界流体(SCF),该流体相对于液体具有低粘度和高扩散性,没有表面张力,并且具有溶解有机金属化合物的能力,在化学或热还原后在载体上制备CVD品质的金属膜,可有效降低反应温度。
有鉴于此,大连理工大学Jianzhong Yin和Qin-Qin Xu等人,提出了一种在超临界流体沉积(SCFD)降压过程中,通过超临界抗溶剂(SAS)方法控制SBA-15中CuO纳米颗粒(NPs)的尺寸和分散的简便方法。
本文要点
1)在一定浓度范围内,以硝酸铜为前驱体,在20-0 MPa下将降压速率调整为20 MPa/min;scCO2在减压过程中通过具有高度有序介孔二氧化硅的SBA-15流动,引起助溶剂和前体的分离,从而调节煅烧前硝酸铜的形态和大小,且调节策略较简单且更有利。
2)对前驱体进行热分解后,控制了SBA-15通道上CuO的形态,大小和负载量,并首先研究了纳米孔中的超临界抗溶剂(SAS)技术。随着前驱物浓度的降低,CuO NPs的尺寸从4 nm减小到1 nm左右,并且纳米复合材料的Cu负载量较高(约14 wt %)。
3)根据粒度分布和成核理论,前驱体的成核速率可达到1025 cm-3·s-1,计算得到的硝酸铜界面能小于0.1 J/m2,说明scCO2作为抗溶剂导致前驱体在SBA-15通道表面发生非均相成核。
参考文献:
Guo-Yue Qiao et al. Size-Controlled Synthesis of CuO Nanoparticles by the Supercritical Antisolvent Method in SBA-15. ACS Sustainable Chem. Eng., 2020.
DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c05577
https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c05577