氧化锆ZrO2纳米颗粒50nm|L-ZrO2@mSiO2|Ir1-N-C/ZrO2|AuPd/HB-ZrO2

news2024/12/24 2:06:25

氧化锆（ZrO₂）纳米颗粒，特别是直径为50纳米（nm）的颗粒，是一种具有多种应用前景的功能材料。这种材料因其独特的物理和化学性质，在多个领域中展现出重要的应用价值。以下是关于50nm氧化锆纳米颗粒的一些关键特性和应用：

特性

高硬度和耐磨性：氧化锆纳米颗粒具有非常高的硬度和耐磨性，适用于制备高性能的陶瓷材料。

良好的化学稳定性：氧化锆在常温常压下化学性质稳定，不易与大多数化学物质发生反应。

高熔点：氧化锆具有非常高的熔点（约2700°C），适用于高温环境下的应用。

高折射率：氧化锆纳米颗粒具有较高的折射率，适用于光学涂层和颜料。

良好的生物相容性：经过适当的表面修饰，氧化锆纳米颗粒可以具有良好的生物相容性，适合用于生物医学领域。

高比表面积：50nm的氧化锆纳米颗粒具有较大的比表面积，有利于吸附和催化反应。

多晶型：氧化锆存在多种晶型，如单斜相（Monoclinic）、四方相（Tetragonal）和立方相（Cubic），不同晶型的性质有所不同。

L-ZrO2@mSiO2被设计用于锆催化的聚烯烃解构（图1和2）。超小的ZrOx(OH)4–2x纳米颗粒被分散在氧化石墨烯片上，二氧化硅层被生长在ZrOx(OH)4–2x/氧化石墨烯上，所得材料被清洗和煅烧以去除结构导向剂。电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对L-ZrO2@ mSiO2的分析显示ZrO2负载量为4.7 wt%。对三批合成的L-ZrO2@mSiO2催化剂的ICP-MS分析排除了催化剂中存在任何其他过渡金属，包括Ru，Rh，Pt，Pd，Au，Re，Os，Ir，Ni，Fe，Co，Cu，Zn，Mo，W，Cd，Ce，Hf，Ti和V。X射线光电子能谱和能量色散X射线光谱进一步支持了L-ZrO2@mSiO2的元素纯度。

设计了新型的以混合晶体相的分层多孔碗状二氧化锆为载体的金钯双金属催化剂，用于HMF高效氧化制备FDCA。其中催化活性最高的Au2Pd1/HB-ZrO2催化剂的FDCA产率为99.9%，FDCA生成速率为97.6 mmol g-1 h-1。此外，动力学研究证实，以Au2Pd1/HB-ZrO2为催化剂的反应中，HMFCA氧化为FFCA过程是整个反应的速率决定步骤。本研究为设计控制良好的金属氧化物负载贵金属催化剂用于生物质平台化学品的催化升级提供了新的思路。