CN111468185A - 一种负载型光催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种负载型光催化剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种负载型光催化剂及其制备方法与应用,负载型光催化剂包括二维无机黏土纳米材料基体,以及负载在二维无机黏土纳米材料基体上的光催化剂,且二维无机黏土纳米材料指水滑石或类水滑石或蒙脱土,其中,光催化剂以超分子插层的方式位于二维无机黏土纳米材料层间;光催化剂为有机光催化剂或金属配合物光催化剂;催化合成稳定同位素标记化合物为利用稳定硫同位素(32S,33S,34S,36S)标记的SO2气体与相关化合物反应制备硫稳定同位素标记化合物,催化剂不易从载体脱落,可以重复使用,有利于光催化剂的回收,提高了光催化剂的重复利用率,同时大大减少合成步骤,从而降低贵重硫稳定同位素的丢失,进而降低反应成本。

Description

一种负载型光催化剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及硫稳定同位素标记化合物合成技术领域,尤其涉及一种负载型光催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
稳定同位素在自然界无处不在,包括所有化合物、水和大气,所以也就自然地存在于动植物和人体内。其物理化学性质与普通元素相同,由于没有辐射污染,稳定同位素示踪剂可以用于任何对象,包括孕妇、婴儿和疾病患者,无论是口服还是注射,都绝对安全。由于以上特性,自20世纪中叶特别是70年代以来稳定同位素技术在科技先行国家被广泛应用于医学、营养、代谢、食品、农业、生态和地质等研究和生产领域。近年来在药物研发生产以及新兴的基因工程、蛋白质组学(proteomics)、代谢组学(metabolomics)和代谢工程(metabolic engineering)等前沿领域,稳定同位素技术已成为一种应用广泛、独特高效甚至必须的技术,显著地提高了解决科学问题的能力和生产效率。
然而,传统硫稳定同位素化合物合成步骤繁琐,耗时长且成本高,大大限制了这类化合物的应用。利用光催化反应催化硫稳定同位素标记的气体分子来制备硫稳定同位素化合物可以解决上述问题。但是传统的均相光催化剂难以从反应体系中分离,进行回收利用,从而造成催化剂的浪费。特别是贵金属类光催化剂,其舍弃不仅污染了环境,也提高了反应的成本。对光催化剂进行负载实现可重复回收利用是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种负载型光催化剂及其制备方法与应用,通过制备新型负载型光催化剂,利用光催化将硫稳定同位素标记的SO2气体与化合物反应,通过形成磺酰自由基中间体来制备硫稳定同位素标记化合物,催化剂不易从载体脱落,可以重复使用,利于回收,提高重复利用率,同时大大减少合成步骤,从而降低贵重硫稳定同位素的丢失,进而降低反应成本。
为实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种负载型光催化剂,包括二维无机黏土纳米材料基体以及负载在二维无机黏土纳米材料基体上的光催化剂,所述光催化剂以超分子插层的方式位于所述二维无机黏土纳米材料基体层间,所述二维无机黏土纳米材料基体为水滑石、类水滑石或蒙脱土中的一种,所述光催化剂为有机光催化剂或金属配合物光催化剂中的一种或两种。
其中,所述金属配合物光催化剂为金属钌配合物光催化剂或金属铱配合物光催化剂中的一种或两种。
其中,所述光催化剂选自如下结构所示化合物中的至少一种:
Figure BDA0002453426850000021
Figure BDA0002453426850000031
第二方面,本发明提供一种负载型光催化剂的制备方法,包括:
制备前躯体溶液,向所述前躯体溶液中加入柱撑层剂,制备得到二维无机黏土纳米材料基体,所述二维无机黏土纳米材料基体为水滑石、类水滑石或蒙脱土中的一种;
向所述二维无机黏土纳米材料基体溶液中加入光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
在一实施方式中,将二价金属的可溶性盐、三价金属的可溶性盐与碱性物质混合,得到pH值为7-13的混合液,并以反应温度为80-160℃,反应时间为8-48h,制得pH值为7-13的催化剂前驱体溶液;
向所述前驱体溶液中加入柱撑层剂,制备得到柱撑层水滑石;
向所述柱撑层水滑石溶液中加入有机光催化剂或金属配合物光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
在一实施方式中,将二价金属的可溶性盐、三价金属的可溶性盐与碱性物质混合,得到pH值为7-13的混合液,并以反应温度为80-160℃,反应时间为8-48h,制得pH值为7-13的催化剂前驱体溶液;
向所述前驱体溶液中加入柱撑层剂,制备得到柱撑层类水滑石;
向所述柱撑层类水滑石溶液中加入有机光催化剂或金属配合物光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
在一实施方式中,制备前驱体溶液,向所述前驱体溶液中加入柱撑层剂,制备得到柱撑层蒙脱土,所述前驱体溶液为蒙脱土溶液;
向所述柱撑层蒙脱土溶液中加入有机光催化剂或金属配合物光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
在一实施方式中,所述二价可溶性盐为Zn、Co、Fe、Mg、Ni、Mn中至少一种的可溶性盐;所述三价可溶性盐为Al或Cr中至少一种的可溶性盐;所述碱性物质为NH3·H2O、NaOH、Na2CO3、尿素、六次甲基四胺中的至少一种。
在一实施方式中,所述柱撑层剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中至少一种。
第三方面,本发明提供一种负载型光催化剂的应用,负载型光催化剂用于在稳定硫同位素标记的SO2气体通过形成磺酰自由基中间体来制备硫稳定同位素标记砜类化合物。
本发明的一种负载型光催化剂及其制备方法与应用,通过所述负载型光催化剂包括二维无机黏土纳米材料基体以及负载在二维无机黏土纳米材料基体上的光催化剂,所述光催化剂以超分子插层的方式位于所述二维无机黏土纳米材料基体层间,所述二维无机黏土纳米材料基体为水滑石、类水滑石或蒙脱土中的一种,所述光催化剂为有机光催化剂或金属配合物光催化剂中的一种或两种。通过制备新型负载型光催化剂,利用光催化将硫稳定同位素标记的SO2气体与化合物反应,通过形成磺酰自由基中间体来制备硫稳定同位素标记化合物,催化剂不易从载体脱落,可以重复使用,有利于所述光催化剂的回收,提高了所述光催化剂的重复利用率,同时大大减少合成步骤,从而降低贵重硫稳定同位素的丢失,进而降低反应成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一方面实施例1提供的水滑石基体负载的光催化剂效果图;
图2是本发明第一方面实施例2提供的蒙脱土基体负载的光催化剂效果图;
图3是本发明第一方面实施例1的负载型催化剂XRD图;
图4是本发明第一方面实施例2的负载型催化剂XRD图;
图5是本发明第二方面第一实施例提供的负载型光催化剂的制备方法的流程示意图;
图6是本发明第二方面第二实施例提供的负载型光催化剂的制备方法的流程示意图;
图7是本发明第二方面第三实施例提供的负载型光催化剂的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
第一方面,本发明提供一种负载型光催化剂,所述负载型光催化剂包括二维无机黏土纳米材料基体以及通过超分子插层负载在层间的光催化剂;其中,所述二维无机黏土纳米材料基体为水滑石、类水滑石或蒙脱土;所述光催化剂为有机光催化剂或金属配合物光催化剂;所述金属配合物光催化剂为金属钌配合物光催化剂或金属铱配合物光催化剂中的一种或两种。具体的,所述有机光催化剂选自Eosin B、Eosin Y、Rose Bnegal、RhodamineB、Fluorescein、Peryl ene、Alizarin red S、Methylene Blue、9-mesityl-10-methylacridinium perchlorat e、9-mesityl-10-methylacridiniumtetrafluoroborate、9-mesityl-2,7-dimethyl-10-ph enylacridiniumtetrafluoroborate、9-mesityl-10-phenylacridinium tetrafluoroborate中的至少一种。所述金属铑配合物光催化剂选自Ru-1、Ru-2、Ru-3中的至少一种。所述金属铱配合物光催化剂选自Ir-1、Ir-2、Ir-3、Ir-4中的至少一种。具体的,上述光催化剂的结构式分别如下所示:
Figure BDA0002453426850000061
上述结构的光催化剂,均在可见光(380-780nm,肉眼可见)照射下就能催化反应。其中,所述有机光催化剂便宜易得,适合工业应用;所述金属配合物光催化剂催化能力强,底物适用范围广。此外,满足上述结构的光催化剂负载在二维无机黏土纳米材料基体上后,这些光催化剂均活性稳定,重复利用率高。所述光催化剂通超分子插层的方式负载在所述二维无机黏土纳米材料基体板层间,在一些实施例中,所述光催化剂在所述二维无机黏土纳米材料上的质量负载量为15-20%。若所述光催化剂的负载量少,则二维无机黏土纳米材料载体的有效利用率过低,单位质量的二维无机黏土纳米材料基体能带来的光催化效应有限;若所述光催化剂的负载量过高,则可能影响底物的传质,从而不能产生高效的催化作用。作为最佳实施例,所述光催化剂在所述二维无机黏土纳米材料基体上的质量负载量为17.62%。在一些实施例中,两种或两种以上不同光催化剂同时与负载在同一二维无机黏土纳米材料板层间,由此进一步提高负载型光催化剂的适用范围。
在一个具体的实施例中,所述负载型光催化剂包括镁铝水滑石(MgAl-LDH)基体,以及负载在所述镁铝水滑石基体板层间的光催化剂,所述光催化剂为曙红Y(Eosin Y),使用的柱撑剂为十二烷基苯磺酸钠。
在另一个具体实施例中,所述负载型光催化剂包括蒙脱土基体,以及负载在所述蒙脱土基体板层间的光催化剂,所述光催化剂为铱金属配合物催化剂Ir-2,使用的柱撑剂为十六烷基三甲基溴化铵。
本发明实施例提供了一种负载型光催化剂催化硫稳定同位素标记SO2气体与化合物反应,通过形成磺酰自由基中间体来制备硫稳定同位素标记砜类化合物,具有稳定性和可回收性强的优点。
下面结合具体实施例进行说明:
实施例1
一种水滑石负载的光催化剂,所述水滑石负载的光催化剂由水滑石基体、柱撑层剂和光催化剂制成,其中,所述水滑石基体为镁铝水滑石基体,所述柱撑层剂为十二烷基苯磺酸钠,所述光催化剂为曙红Y(Eosin Y),所述光催化剂通过与超分子插层作用负载在镁铝水滑石板层间,请参阅图3,图3是本发明实施例1的负载型催化剂XRD图。所述光催化剂的结构如下所示,所述水滑石基体负载的光催化剂效果图如图1所示:
Figure BDA0002453426850000071
实施例2
一种蒙脱土负载的光催化剂,所述蒙脱土负载的光催化剂由蒙脱土基体、柱撑层剂和光催化剂制成,其中,所述柱撑层剂为十六烷基三甲基溴化铵,所述光催化剂为铱金属配合物催化剂Ir-4,所述光催化剂通过与超分子插层作用负载在蒙脱土板层间,请参阅图4,图4是本发明实施例2的负载型催化剂XRD图。所述光催化剂的结构如下所示,所述蒙脱土基体负载的光催化剂效果图如图2所示:
Figure BDA0002453426850000081
对比例1
一种水滑石负载的光催化剂,所述水滑石负载的光催化剂由水滑石基体和光催化剂制成,其中,所述水滑石基体为镁铝水滑石基体,所述光催化剂为曙红Y(Eosin Y),所述光催化剂通过与静电吸附作用负载在镁铝水滑石表面。
将实施例1、对比例1提供的负载型光催化剂(下述反应式中的光催化剂)用作下述反应中:
Figure BDA0002453426850000082
对反应后的水滑石负载的光催化剂进行回收后继续作为催化剂用于上述反应中,反应收率如下表1所示:
表1
Figure BDA0002453426850000083
Figure BDA0002453426850000091
由表1可见,本发明实施例1提供的水滑石基体超分子插层负载的光催化剂,具有较高的回收率,催化剂稳定性高,回收后再利用产率维持在较高水平。而对比例1提供的表面静电吸附的催化剂,稳定性差,回收后再利用产率低。
对比例2
一种蒙脱土负载的光催化剂,所述蒙脱土负载的光催化剂由蒙脱土基体和光催化剂制成,其中,所述光催化剂为铱金属配合物催化剂Ir-2,所述光催化剂通过与静电吸附作用负载在蒙脱土表面。
将实施例2、对比例2提供的负载型光催化剂(下述反应式中的光催化剂)用作下述反应中:
Figure BDA0002453426850000092
对反应后的水滑石负载的光催化剂进行回收后继续作为催化剂用于上述反应中,反应收率如下表2所示:
表2
Figure BDA0002453426850000093
由表2可见,本发明实施2提供的蒙脱土基体超分子插层负载的光催化剂,具有较高的回收率,催化剂稳定性高,回收后再利用产率维持在较高水平。而对比例2提供的表面静电吸附的催化剂,稳定性差,回收后再利用产率低。
本发明提供的一种负载型光催化剂,以二维无机黏土纳米材料作为负载基体,所述光催化剂通过超分子插层负载于载体层间,具有以下优点:首先,负载催化剂通过与板层的主客体作用,大大增加了光催化剂的稳定性,防止了光漂白;其次,因板层的限域作用,催化剂不易从载体脱落,可以重复使用,有利于所述光催化剂的回收,提高了所述光催化剂的重复利用率;再次,通过超分子插层的方式负载光催化剂过程简单,可以适应不同类型的光催化剂负载,从而实现多种光催化剂在层间的同时插层负载,提高了所述光催化剂的适用范围;此外,二维无机黏土纳米材料来源广泛,成本低廉,将其作为光催化剂载体用于硫稳定同位素标记化合物的合成,具有巨大的经济价值。
第二方面,本发明提供一种负载型光催化剂的制备方法,包括:
制备前躯体溶液,向所述前躯体溶液中加入柱撑层剂,制备得到二维无机黏土纳米材料基体,所述二维无机黏土纳米材料基体为水滑石、类水滑石或蒙脱土中的一种;所述柱撑层剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中至少一种;
向所述二维无机黏土纳米材料基体溶液中加入光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂,所述光催化剂为有机光催化剂或金属钌配合物光催化剂或金属铱配合物光催化剂中的至少一种。
请参阅图5,图5是本发明第一实施例提供的负载型光催化剂的制备方法的流程示意图,具体的,所述负载型光催化剂的制备方法可以包括以下步骤:
S101、将二价金属的可溶性盐、三价金属的可溶性盐与碱性物质混合,得到pH值为7-13的混合液,并以反应温度为80-160℃,反应时间为8-48h,制得pH值为7-13的催化剂前驱体溶液;
具体的,所述二价可溶性盐为Zn、Co、Fe、Mg、Ni、Mn中至少一种的可溶性盐;所述三价可溶性盐为Al或Cr中至少一种的可溶性盐;所述碱性物质为NH3·H2O、NaOH、Na2CO3、尿素、六次甲基四胺中的至少一种。
S102、向所述前驱体溶液中加入柱撑层剂,制备得到柱撑层水滑石;
S103、向所述柱撑层水滑石溶液中加入有机光催化剂或金属配合物光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
请参阅图6,图6是本发明第二实施例提供的负载型光催化剂的制备方法的流程示意图,具体的,所述负载型光催化剂的制备方法可以包括以下步骤:
S201、将二价金属的可溶性盐、三价金属的可溶性盐与碱性物质混合,得到pH值为7-13的混合液,并以反应温度为80-160℃,反应时间为8-48h,制得pH值为7-13的催化剂前驱体溶液;
具体的,所述二价可溶性盐为Zn、Co、Fe、Mg、Ni、Mn中至少一种的可溶性盐;所述三价可溶性盐为Al或Cr中至少一种的可溶性盐;所述碱性物质为NH3·H2O、NaOH、Na2CO3、尿素、六次甲基四胺中的至少一种。
S202、向所述前驱体溶液中加入柱撑层剂,制备得到柱撑层类水滑石;
S203、向所述柱撑层类水滑石溶液中加入有机光催化剂或金属配合物光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
请参阅图7,图7是本发明第三实施例提供的负载型光催化剂的制备方法的流程示意图,具体的,所述负载型光催化剂的制备方法可以包括以下步骤:
S301、制备前驱体溶液,向所述前驱体溶液中加入柱撑层剂,制备得到柱撑层蒙脱土,所述前驱体溶液为蒙脱土溶液;
S302、向所述柱撑层蒙脱土溶液中加入有机光催化剂或金属配合物光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
第三方面,本发明提供一种负载型光催化剂的应用,负载型光催化剂用于在稳定硫同位素标记的SO2气体通过形成磺酰自由基中间体来制备硫稳定同位素标记砜类化合物。
本发明利用负载型光催化剂催化硫稳定同位素(32S,33S,34S,36S)标记的SO2气体与化合物反应,通过形成磺酰自由基中间体来制备硫稳定同位素标记砜类化合物具有以下优点:首先,光催化可以在温和条件下进行,绿色,能耗低;其次,通过催化反应一步将硫稳定同位素标记的SO2气体分子插入目标化合物,制备硫稳定同位素标记砜类化合物,可以大大减少合成步骤,从而降低贵重硫稳定同位素的丢失,进而降低反应成本;此外,催化反应还具有快速,产率高等特点,可以高效低成本地生产硫稳定同位素标记砜类化合物。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种负载型光催化剂,其特征在于,
包括二维无机黏土纳米材料基体以及负载在二维无机黏土纳米材料基体上的光催化剂,所述光催化剂以超分子插层的方式位于所述二维无机黏土纳米材料基体层间,所述二维无机黏土纳米材料基体为水滑石、类水滑石或蒙脱土中的一种,所述光催化剂为有机光催化剂或金属配合物光催化剂中的一种或两种。
2.如权利要求1所述的负载型光催化剂,其特征在于,
所述金属配合物光催化剂为金属钌配合物光催化剂或金属铱配合物光催化剂中的一种或两种。
3.一种负载型光催化剂的制备方法,其特征在于,包括:
制备前躯体溶液,向所述前躯体溶液中加入柱撑层剂,制备得到二维无机黏土纳米材料基体,所述二维无机黏土纳米材料基体为水滑石、类水滑石或蒙脱土中的一种;
向所述二维无机黏土纳米材料基体溶液中加入光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
4.如权利要求3所述的负载型光催化剂的制备方法,所述二维无机黏土纳米材料基体为水滑石时,其特征在于,
将二价金属的可溶性盐、三价金属的可溶性盐与碱性物质混合,得到pH值为7-13的混合液,并以反应温度为80-160℃,反应时间为8-48h,制得pH值为7-13的催化剂前驱体溶液;
向所述前驱体溶液中加入柱撑层剂,制备得到柱撑层水滑石;
向所述柱撑层水滑石溶液中加入有机光催化剂或金属配合物光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
5.如权利要求3所述的负载型光催化剂的制备方法,所述二维无机黏土纳米材料基体为类水滑石时,其特征在于,
将二价金属的可溶性盐、三价金属的可溶性盐与碱性物质混合,得到pH值为7-13的混合液,并以反应温度为80-160℃,反应时间为8-48h,制得pH值为7-13的催化剂前驱体溶液;
向所述前驱体溶液中加入柱撑层剂,制备得到柱撑层类水滑石;
向所述柱撑层类水滑石溶液中加入有机光催化剂或金属配合物光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
6.如权利要求3所述的负载型光催化剂的制备方法,所述二维无机黏土纳米材料基体为蒙脱土时,其特征在于,
制备前驱体溶液,向所述前驱体溶液中加入柱撑层剂,制备得到柱撑层蒙脱土,所述前驱体溶液为蒙脱土溶液;
向所述柱撑层蒙脱土溶液中加入有机光催化剂或金属配合物光催化剂进行超分子插层,制得负载型催化剂。
7.如权利要求4或5所述的负载型光催化剂的制备方法,其特征在于,
所述二价可溶性盐为Zn、Co、Fe、Mg、Ni、Mn中至少一种的可溶性盐;所述三价可溶性盐为Al或Cr中至少一种的可溶性盐;所述碱性物质为NH3·H2O、NaOH、Na2CO3、尿素、六次甲基四胺中的至少一种。
8.如权利要求3或4或5或6所述的负载型光催化剂的制备方法,其特征在于,
所述柱撑层剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中至少一种。
9.如权利要求2所述的负载型光催化剂,其特征在于,
所述光催化剂选自如下结构所示化合物中的至少一种:
Figure FDA0002453426840000021
Figure FDA0002453426840000031
10.一种负载型光催化剂的应用,其特征在于,负载型光催化剂用于在稳定硫同位素标记的SO2气体通过形成磺酰自由基中间体来制备硫稳定同位素标记砜类化合物。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1275087A (en) * 1986-08-15 1990-10-09 David E. W. Vaughan Multimetallic pillared interlayered clay products and processes of making them
CN1769182A (zh) * 2005-09-05 2006-05-10 北京化工大学 以水滑石为模板的金属硫化物半导体纳米复合材料及其制备方法
US20120178614A1 (en) * 2010-10-01 2012-07-12 Council Of Scientific & Industrial Research Ruthenium Complex Intercalated N-Doped or N,S-Codoped Titania Pillared Montmorillonite and A Process for the Preparation Thereof
CN103071477A (zh) * 2012-12-20 2013-05-01 华南理工大学 一种具有可见光催化活性的复合材料及其制备方法
WO2015018793A1 (de) * 2013-08-07 2015-02-12 Basf Se Iridiumhaltiger katalysator und verfahren für eine gasphasen-guerbet-reaktion
CN106076362A (zh) * 2016-06-12 2016-11-09 常州大学 一种可磁力分离的氧化银催化剂的制备方法
CN106857656A (zh) * 2016-10-19 2017-06-20 中国科学院福建物质结构研究所 一种钌配合物联合纳米银复合水滑石型纳米材料及其制备方法和用途
CN110697745A (zh) * 2019-10-29 2020-01-17 四川大学 改性水滑石及其制备方法和应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1275087A (en) * 1986-08-15 1990-10-09 David E. W. Vaughan Multimetallic pillared interlayered clay products and processes of making them
CN1769182A (zh) * 2005-09-05 2006-05-10 北京化工大学 以水滑石为模板的金属硫化物半导体纳米复合材料及其制备方法
US20120178614A1 (en) * 2010-10-01 2012-07-12 Council Of Scientific & Industrial Research Ruthenium Complex Intercalated N-Doped or N,S-Codoped Titania Pillared Montmorillonite and A Process for the Preparation Thereof
CN103071477A (zh) * 2012-12-20 2013-05-01 华南理工大学 一种具有可见光催化活性的复合材料及其制备方法
WO2015018793A1 (de) * 2013-08-07 2015-02-12 Basf Se Iridiumhaltiger katalysator und verfahren für eine gasphasen-guerbet-reaktion
CN106076362A (zh) * 2016-06-12 2016-11-09 常州大学 一种可磁力分离的氧化银催化剂的制备方法
CN106857656A (zh) * 2016-10-19 2017-06-20 中国科学院福建物质结构研究所 一种钌配合物联合纳米银复合水滑石型纳米材料及其制备方法和用途
CN110697745A (zh) * 2019-10-29 2020-01-17 四川大学 改性水滑石及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARANEE (PLENG) TEEPAKAKORN ET.AL: "The Improved Stability of Molecular Guests by the Confinement into Nanospaces", 《CHEMISTRY LETTERS》 *
FANGNAN XIAO ET.AL: "Luminescent Layered Hybrid Ag-Ru/LDH as Photocatalytic Antibacterial Agent", 《NEW JOURNAL OF CHEMISTRY》 *
SHENGQING YE ET.AL: "Photoinduced Sulfonylation Reactions through the Insertion of Sulfur Dioxide", 《EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY》 *

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