碳氯團簇(C-,12-Cl-,8-、C-,16-Cl-,10-)微球的貴金屬負載及其催化和吸附性能.pdf

1、為了研究富勒烯的形成機理，本組通過在氯參與的合成富勒烯的條件下對富勒烯相關的碎片和不穩(wěn)定的富勒烯異構體進行捕獲；在近年來，成功地對一系列的碳氯團簇(被氯穩(wěn)定的富勒烯碎片)進行了合成，分離和表征?；趯μ悸葓F簇的化學性質研究，對碳氯團簇的功能化不斷被報道。但是對這些由碳氯團簇功能化獲得的材料的應用研究進展還遠滯后于材料的合成。為了拓展碳氯團簇的應用研究，“碳氯團簇構筑的功能化材料的應用”成為了本論文的研究主題。本文圍繞著這個主題，主要在：

2、(1)碳氯團簇的合成；(2)基于碳氯團簇構筑功能化材料；(3)碳氯團簇構筑功能化材料的應用；這三方面展開研究工作。主要的研究結果包括以下幾個方面： 1、利用PCl5和BMC(AlCl3、S2Cl2和SO2Cl2混合溶劑)作為氯化試劑，通過化學合成法成功地獲得了C12Cl8(全氯代苊烯)和C16Cl10(全氯代苯并苊烯)。并在溶劑熱的條件下，通過碳氯團簇(C12Cl8、C16Cl10)與二巰基化合物的二鈉鹽(2，5-二巰基-1，

3、3，4-噻二唑二鈉鹽、硫化鈉)的威廉森反應制備出了一系列分散性好、粒徑較為均一的碳氯團簇微球。利用稀鹽酸對碳氯團簇微球的洗滌，能夠將微球表面的-SNa轉變?yōu)?SH，使碳氯團簇微球被巰基功能化，有了潛在的應用前景。 2、基于巰基和貴金屬納米顆粒的作用，貴金屬納米顆?？梢载撦d于巰基功能化的碳氯團簇微球表面，使碳氯團簇微球具備了作為貴金屬催化劑載體的潛在應用價值。本論文在以檸檬酸三鈉為保護劑，硼氫化鈉為還原劑，還原氯金酸的體系中加入

4、碳氯團簇微球，可以有效地在碳氯團簇微球表面高分散地負載粒徑約為17 nm的Au納米顆粒。對負載了Au納米顆粒的微球以催化對硝基苯酚的還原反應來評價其催化活性和穩(wěn)定性。結果表明，該催化劑經八輪循環(huán)使用后，對硝基苯酚的轉化率依舊保持在90％以上；而未負載的Au納米顆粒在經過兩輪循環(huán)使用后，催化活性有明顯的下降。通過相同的負載方法，對碳氯團簇微球也進行了Pd納米顆粒的負載，所負載的Pd納米顆粒對該反應同樣具有很好的催化活性和穩(wěn)定性。通過對負載

5、Au、Pd納米顆粒的碳氯團簇微球的催化活性和穩(wěn)定性的研究，使碳氯團簇微球在負載型貴金屬催化劑制備方面有了應用的前景。 3、基于巰基與重金屬離子的絡合作用，使表面巰基功能化的碳氯團簇微球在重金屬離子的吸附方面有潛在的應用價值。以C16Cl10與2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑二鈉鹽的威廉森反應得到的微球作為吸附劑，對單一重金屬離子(Pb2+、Hg2+、Cd2+)進行吸附，發(fā)現(xiàn)碳氯團簇微球對Pb2+有較好的吸附能力，吸附容量達到

6、了120 mg/g；在對Pb2+、Hg2+、Cd2+三元共存體系的吸附考察中，發(fā)現(xiàn)碳氯團簇微球對Pb2+有很好的吸附選擇性；我們對碳氯團簇微球吸附Pb2+的最佳條件進行了探索，發(fā)現(xiàn)在弱酸性條件下(pH=5～7)，碳氯團簇微球對Pb2+的吸附效果最好；不同組成的碳氯團簇微球對Pb2+吸附容量的差異，表明不同碳氯團簇微球表面的巰基含量有所不同；與幾種商業(yè)無機材料(TiO2(P25)、Al2O3、Fe2O3)相比，碳氯團簇微球有著明顯較高的吸