局所的にパッチしたV2O5表面層とアルコールの酸化のための形態依存性触媒特性を備えたVO2ナノ粒子の溶剤合成

酸化バナジウムは、豊富な酸化還元化学のため、有望な酸化触媒です。VO2（b）結晶構造を持つVO2ナノ結晶の合成を報告します。バイナリエタノール/水混合物の成分の混合比を変えることにより、異なるVO2ナノクリスタル形態（ナノロッド、 - チーチン、および - シート）を選択的に純粋な形で作成できます。150 nmの長さと数マイクロメートルの長さのナノロッドを大規模な水で形成しました：4：1と3：2のエタノール比：水で：エタノール比は1：9 VO2ナノシートのエタノール比〜50- 50-70 nmが形成され、純粋なエタノールでは直径が約200 nmのナノヒンに集約されました。アルコールの酸化に対するVO2ナノ結晶の触媒活性は、ナノクリスタルの形態の関数として研究されました。すべての形態を持つVO2ナノ結晶は触媒的に活性でした。ベンジルアルコールのベンズアルデヒドへの酸化のための活性は、フルフリルアルコールのフルフラルへの酸化よりも約30％高かった。これは、基質構造によるものです。VO2ナノ構造の酸化活性は、ナノウシン>ナノシート>ナノロッドの順に減少します。

Vanadium oxides are promising oxidation catalysts because of their rich redox chemistry. We report the synthesis of VO2 nanocrystals with VO2(B) crystal structure. By varying the mixing ratio of the components of a binary ethanol/water mixture, different VO2 nanocrystal morphologies (nanorods, -urchins, and -sheets) could be made selectively in pure form. Polydisperse VO2(B) nanorods with lengths between 150 nm and a few micrometers were formed at large water : ethanol ratios between 4 : 1 and 3 : 2. At a water : ethanol ratio of 1 : 9 VO2 nanosheets with diameters of ∼50-70 nm were formed, which aggregated to nano-urchins with diameters of ∼200 nm in pure ethanol. The catalytic activity of VO2 nanocrystals for the oxidation of alcohols was studied as a function of nanocrystal morphology. VO2 nanocrystals with all morphologies were catalytically active. The activity for the oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde was about 30% higher than that for the oxidation of furfuryl alcohol to furfural. This is due to the substrate structure. The oxidation activity of VO2 nanostructures decreases in the order of nanourchins > nanosheets > nanorods.