[00129026]硬脂酸溶胶-凝胶法等软化学工艺在纳米催化剂制备中的应用

本项目属于化学工程领域中无机化学工艺和催化学科，并与无机材料有所交叉，面向高氯酸铵热分解、光降解以及聚合等三类反应，研究了若干纳米氧化物催化剂的软化学制备工艺及产物的催化性质，主要内容如下：在分析和研究了溶胶—凝胶体系中各化学组分的相互作用的基础上，设计出若干新的溶胶—凝胶稳定体系，包括硬脂酸稳定体系，明胶稳定体系和低温聚乙二醇（PEG）体系，以价格低廉的无机盐为基本原料，实现了40余种低维无机氧化物催化剂（包括复合、层状化合物）的可控合成。对于易被还原的金属离子，研发了调温快速沉淀工艺，即通过改变沉淀反应的温度和浓度等来调控纳米氧化物的形貌和尺寸。所筛选出的ABO3型等纳米催化剂对固体推进剂主要成分高氯酸铵的热分解催化效果显著，可使高温分解峰温下降达144℃，分解反应放热量增加达1010 J·g-1，为可查文献中活性最高；制备的TiO2/SnO2等纳米复合物光催化剂对甲基橙具有很高的光催化活性，优于P25的催化活性；制备的改性TiO2等纳米催化剂对单马来酰亚胺、双马来酰亚胺、马来酸酐等的聚合反应具有良好的催化效果。项目完成过程中发表SCI、EI论文90余篇，其中10篇代表作被30多个国家和地区的同行引用、验证并肯定，他引次数超过190次，其中SCI他引超过170次，引用者包括美国化学会无机学部主席G. Stucky教授，国际介孔结构材料协会主席S. Kaliaguine教授，剑桥大学材料系主任D. J. Fray教授，俄罗斯科学院院士V.V. Boldyrev教授等，扩大了我国在该领域的国际影响。在国内，硬脂酸溶胶-凝胶工艺被张昭等写入教材“精细无机化工工艺”{化学工业出版社，2002}。已申请专利6项，授权1项（国防），同时，还培养了8名博士后，16名博士，36名硕士。