自催化在材料研究中的應用進展

劉春雨,范傳剛

(濱州學院 化學化工學院，山東 濱州 256603)

自催化在材料研究中的應用進展

劉春雨,范傳剛

(濱州學院 化學化工學院，山東 濱州 256603)

介紹了自催化在合成/分解材料中的應用, 對材料的合成/分解自催化性能進行分析研究來說明最近的研究進展。

自催化；合成；分解；研究進展

20 世紀90年代以來，以電子信息、新材料等技術為代表的高新技術已成為國際競爭的焦點，高技術的發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鍵的自催化反應。自催化反應由催化劑生成反應和催化劑催化含能材料的催化反應組成。隨著有機、無機、金屬和復合材料生產技術的迅猛發展，其制備方法和應用已成為近些年來物理、化學、材料和生命科學等多領域的研究熱點；而有害物質的分解中利用自催化反應也成為關注熱點[1-6]。

1 在有機材料中的應用

霍淑平等[7]采用一步法發泡制備了腰果酚-木質素復合自催化型聚氨酯泡沫。該方法減少了叔胺類和有機金屬化合物催化劑的添加[8-9]，且減少了泡沫中有機揮發物的揮發和改善泡沫氣味。王丹丹等[10]通過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溶劑的使用，提高了產物的活性和產率。Kai Li等[11]利用自催化反應制備凝膠，該法通過反應物的初始濃度和側向預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纖維生物質中分離木質素。該法具有溶劑可回收利用、溶解性強、無污染的特點，而且可以獲得高價值的附加產物。王亮等[13]則利用常壓甘油自催化預處理木質纖維素濃醪發酵纖維素乙醇。該法在避免低沸點有機溶劑預處理時常見的高壓操作、易燃易爆和有毒易泄露等風險外，有助于同時推進生物柴油和生物乙醇的商業化。

2 在無機材料中的應用

S.Suomalainen等[14]利用自催化方法制備一維半導體納米線(NW)，該法有利于大規模人力資源開發制造NW器件，特別是用于光電子中GaAs NW的摻雜。施衛國等[15]通過熱蒸發法制備了一維納米金屬氧化物半導體。該方法的自催化生長模式避免了引入其它過渡金屬催化劑，還能夠控制一維納米材料的直徑和長度，方法簡便可行性程度高。周鳴宇等[16]利用化學氣相沉積方法合成準一維ZnO2納米材料，并利用自催化生長修飾片的納米螺旋和納米線的生長。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]則采用化學氣相沉積法制備了氮化鎵納米線。該方法GaN晶核在Ga的自催化作用下逐漸生長[18-19]合成氮化稼納米線結構，遵循VLS生長機制，反應操作簡單，避免其他雜質的引入。Pavan Kumar Kasanaboina等[20]通過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，能夠實現傳導和價帶偏移的獨立調諧。楊西萍等[21]利用采用檸檬酸鈉還原氯酸金的方法和調整還原劑量及種類，還原金鹽(HAuCl4)的方法，制備了納米金膠體。該方法可以優選自催化條件，來放大檢測信號，提高其檢測靈敏度。

3 在復合材料中的應用

Ali, Farmand等[22]通過自催化溶膠-凝膠法，制備了氨基硅烷官，該法提高了氨基硅烷官的熱、機械性能和穩定性。Fu, Li-Shun等[23]通過自催化還原法和溶膠-凝膠法，合成了FeNi3/銦錫(ITO)復合納米粒子。該方法合成的FeNi3/ ITO復合納米粒子具有低紅外發射率和優異的EMA性能。李丹揚等[24]采用液相化學沉積法，制備了AP/Co MOF核殼型納米復合材料，并研究其對AP熱分解的自催化性能[25]。該方法合成的復合材料具有優異的熱學和化學穩定性，進一步提高AP熱分解的催化效率，包覆燃料層(Al)形成一個多層核殼結構固體推進劑。徐林煦等[26]采用自催化方法，制備了金屬粒子/二氧化硅納米復合材料。該方法實現連續自催化水解縮合反應，自帶催化基團和近中性的溫和反應條件可以保證金屬粒子不被破壞。

3 結語

在材料制備、分解過程中利用產物自身的催化作用可以加快反應的進行，加快反應速率，但是隨著研究的深入以及應用的推廣，其本身所具有的缺陷也漸漸暴露出來，比如反應溫度、反應時間等問題有待提高。這些問題的解決，可通過助劑的添加或調解pH等方法，但是仍然有待進一步研究。

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(本文文獻格式：劉春雨,范傳剛.自催化在材料研究中的應用進展 [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，大學生，主要從事無機化學與化學分析。

TQ426

A

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