合成不同直径的NiO纳米棒集合体，用于作为二元有机转化中的异相催化剂

《ACS Applied Nano Materials》：Synthesis of Sets of NiO Nanorods with Different Diameters for Applications as Heterogeneous Catalysts in Two-Component Organic Transformations

本文通过煅烧微孔金属有机框架前驱体合成不同直径的NiO纳米棒（NiO_1-NiO_3），发现纳米棒直径随煅烧温度升高先减小后增大，其半导体特性（禁带宽度3.42-3.48 eV）和催化性能（NiO_1对Friedel-Crafts烷基化/Knoevenagel缩合反应活性最高）经XRD、EDS等表征证实，且催化性能具有循环稳定性。

　　

在这项研究中，我们报道了通过将微孔金属-有机框架前驱体 {[Ni₄(μ₃–OH)₂(D-2,4-cbs)₂(H₂O)₄]·5H₂O}_{n（简称 Ni-CBS）在600°C、700°C和800°C下煅烧来制备氧化镍（NiO）纳米棒（从 NiO_1 到 NiO_3）的方法。利用场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对 NiO_1 到 NiO_3 的微观结构进行了观察，发现其纳米棒形态的直径分别从0.87 μm、0.33 μm变化到0.29 μm，这一变化与煅烧温度的升高密切相关。此外，当煅烧温度从700°C升至800°C时，纳米棒的直径略有减小。通过粉末X射线衍射、能量色散X射线分析、元素映射和X射线光电子能谱技术验证了这些纳米棒的相纯度和成分。从固态紫外-可见光漫反射光谱数据可知，NiO_1 到 NiO_3 的带隙值在3.42至3.48 eV之间，表明它们的半导体性质随煅烧温度的升高而增强。作为对比，当使用 Ni(OAc)2·4H2O 作为前驱体时，在三种温度下仅得到球形NiO纳米颗粒。通过透射电子显微镜观察到了纳米颗粒向纳米棒转变的过程，从而确定了其生长机制。在实际应用中，这些NiO纳米棒所具有的路易斯酸和布伦斯特碱的协同效应被用作异相催化剂，用于常温和条件下的C-C键形成的Friedel-Crafts烷基化和Knoevenagel缩合反应。在这些NiO纳米棒中，NiO_1表现出最佳的催化活性。同时，也使用了原始的 Ni-CBS 前驱体作为对比。这些催化剂在连续三次循环使用后仍保持良好的可回收性和稳定性。文中还解释了涉及这些催化剂的各类反应的详细机理。}