自催化在材料研究中的应用进展

刘春雨,范传刚

(滨州学院 化学化工学院，山东 滨州 256603)

自催化在材料研究中的应用进展

刘春雨,范传刚

(滨州学院 化学化工学院，山东 滨州 256603)

介绍了自催化在合成/分解材料中的应用, 对材料的合成/分解自催化性能进行分析研究来说明最近的研究进展。

自催化；合成；分解；研究进展

20 世纪90年代以来，以电子信息、新材料等技术为代表的高新技术已成为国际竞争的焦点，高技术的发展又向各种材料提出了更多的要求。而在材料的合成中用到了关键的自催化反应。自催化反应由催化剂生成反应和催化剂催化含能材料的催化反应组成。随着有机、无机、金属和复合材料生产技术的迅猛发展，其制备方法和应用已成为近些年来物理、化学、材料和生命科学等多领域的研究热点；而有害物质的分解中利用自催化反应也成为关注热点[1-6]。

1 在有机材料中的应用

霍淑平等[7]采用一步法发泡制备了腰果酚-木质素复合自催化型聚氨酯泡沫。该方法减少了叔胺类和有机金属化合物催化剂的添加[8-9]，且减少了泡沫中有机挥发物的挥发和改善泡沫气味。王丹丹等[10]通过迈克尔加成方法制备了吡咯和吲哚。该法避免了酸催化和有机溶剂的使用，提高了产物的活性和产率。Kai Li等[11]利用自催化反应制备凝胶，该法通过反应物的初始浓度和侧向预拉伸层决定凝胶层厚度，可控程度高。平清伟等[12]利用自催化乙醇精炼法从木质纤维生物质中分离木质素。该法具有溶剂可回收利用、溶解性强、无污染的特点，而且可以获得高价值的附加产物。王亮等[13]则利用常压甘油自催化预处理木质纤维素浓醪发酵纤维素乙醇。该法在避免低沸点有机溶剂预处理时常见的高压操作、易燃易爆和有毒易泄露等风险外，有助于同时推进生物柴油和生物乙醇的商业化。

2 在无机材料中的应用

S.Suomalainen等[14]利用自催化方法制备一维半导体纳米线(NW)，该法有利于大规模人力资源开发制造NW器件，特别是用于光电子中GaAs NW的掺杂。施卫国等[15]通过热蒸发法制备了一维纳米金属氧化物半导体。该方法的自催化生长模式避免了引入其它过渡金属催化剂，还能够控制一维纳米材料的直径和长度，方法简便可行性程度高。周鸣宇等[16]利用化学气相沉积方法合成准一维ZnO2纳米材料，并利用自催化生长修饰片的纳米螺旋和纳米线的生长。该方法可以获得具有新颖形貌的氧化锌样品；自催化形成修饰片。李林虎等[17]则采用化学气相沉积法制备了氮化镓纳米线。该方法GaN晶核在Ga的自催化作用下逐渐生长[18-19]合成氮化稼纳米线结构，遵循VLS生长机制，反应操作简单，避免其他杂质的引入。Pavan Kumar Kasanaboina等[20]通过Ga辅助分子束外延制备稀土氮化物GaAs/GaAsSbN/GaAs核壳纳米，该法具有减少带隙和晶格参数，能够实现传导和价带偏移的独立调谐。杨西萍等[21]利用采用柠檬酸钠还原氯酸金的方法和调整还原剂量及种类，还原金盐(HAuCl4)的方法，制备了纳米金胶体。该方法可以优选自催化条件，来放大检测信号，提高其检测灵敏度。

3 在复合材料中的应用

Ali, Farmand等[22]通过自催化溶胶-凝胶法，制备了氨基硅烷官，该法提高了氨基硅烷官的热、机械性能和稳定性。Fu, Li-Shun等[23]通过自催化还原法和溶胶-凝胶法，合成了FeNi3/铟锡(ITO)复合纳米粒子。该方法合成的FeNi3/ ITO复合纳米粒子具有低红外发射率和优异的EMA性能。李丹扬等[24]采用液相化学沉积法，制备了AP/Co MOF核壳型纳米复合材料，并研究其对AP热分解的自催化性能[25]。该方法合成的复合材料具有优异的热学和化学稳定性，进一步提高AP热分解的催化效率，包覆燃料层(Al)形成一个多层核壳结构固体推进剂。徐林煦等[26]采用自催化方法，制备了金属粒子/二氧化硅纳米复合材料。该方法实现连续自催化水解缩合反应，自带催化基团和近中性的温和反应条件可以保证金属粒子不被破坏。

3 结语

在材料制备、分解过程中利用产物自身的催化作用可以加快反应的进行，加快反应速率，但是随着研究的深入以及应用的推广，其本身所具有的缺陷也渐渐暴露出来，比如反应温度、反应时间等问题有待提高。这些问题的解决，可通过助剂的添加或调解pH等方法，但是仍然有待进一步研究。

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(本文文献格式：刘春雨,范传刚.自催化在材料研究中的应用进展 [J].山东化工，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

刘春雨(1993—)，山东菏泽人，大学生，主要从事无机化学与化学分析。

TQ426

A

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