鉑、鈀基納米材料的合成及催化性能研究.pdf

1、金屬納米材料由于具有催化活性高，生物相容性好，抗菌性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)備受研究者的強(qiáng)烈關(guān)注。金屬納米材料的合成方法很多，其中液相合成法依舊是主要的合成方法。一般分為油相法和水相法兩類(lèi)。近年來(lái)，氫氣用于納米金屬的合成已經(jīng)取得一些進(jìn)展。從鉑納米立方體，四面體到枝狀納米晶，氫氣都被證明是一種有效清潔的還原劑。基于這一點(diǎn)，我們嘗試以氫氣作為主要還原劑，在常壓下，液相合成了一些新型納米材料。主要研究工作可以分為以下幾個(gè)方面：
　?。?）在純油胺

2、溶液中，常壓低溫下，合成了鉑樹(shù)突狀納米立方體。對(duì)材料合成的過(guò)程跟蹤分析發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)組成的油胺和十八胺是調(diào)節(jié)鉑納米樹(shù)突成立方體的關(guān)鍵。氫氣還原誘發(fā)鉑前驅(qū)體分解成核，快速形成晶種，在油胺的保護(hù)下生長(zhǎng)并催化油胺加氫，使得納米鉑的表面不斷更新，因此，這種方法制備的納米鉑材料表面比較干凈。從材料的空間構(gòu)型看，此種方法制備的鉑納米材料空間孔洞非常豐富，是催化劑的首選。隨后，對(duì)不飽和烴和硝基苯的加氫反應(yīng)上，顯示了出色的催化性能。對(duì)甲醇的電氧化反應(yīng)，立方

3、納米鉑樹(shù)突的催化活性達(dá)到了鉑納米粒子的5.3倍。
　?。?）通過(guò)兩步法，在純油胺溶液中制備了Au@Pt系列納米材料，外層的鉑先是包覆在金粒子上，然后在外層的鉑表面再長(zhǎng)上樹(shù)枝狀的鉑條。整個(gè)過(guò)程來(lái)說(shuō)，外層的鉑同樣參與了油胺的氫化，結(jié)果是鉑條表面更新帶來(lái)整個(gè)催化劑的有效活性面積的變化。與商業(yè)的JM-Pt/C相比，制備的Au@Pt納米材料在甲醇電催化和甲酸電催化方面都表現(xiàn)出來(lái)更好的催化性能。對(duì)甲酸的氧化上主要是脫水歷程，其催化活性是商業(yè)鉑

4、碳的2倍以上。
　?。?）利用順式和反式1,2-環(huán)己烷二酸作為修飾劑，在油胺體系中，制備了空心納米鈀球。無(wú)堿條件下，兩種納米催化劑對(duì)苯乙酮的加氫顯示出不同的選擇性。順式二酸修飾的納米鈀球傾向于生成苯乙醇，反式二酸修飾的二酸偏重于生成乙苯，添加NH3·H2O，可以實(shí)現(xiàn)選擇性的轉(zhuǎn)變，使順式二酸修飾的催化劑選擇性轉(zhuǎn)向了乙苯。
　?。?）使用鄰苯二胺進(jìn)行修飾鉑納米可以得到海綿狀的納米鉑，使用R(+)-α-甲基芐胺和S(-)-α-甲基

5、芐胺修飾的納米金銀可以得到手性納米線(xiàn)和納米鏈。這些材料都有潛在的催化應(yīng)用前景。納米鉑在氫氣氛圍下，生長(zhǎng)快速，在Pt NPs上沿著八個(gè)角生長(zhǎng)速度最快，而在FePt rods和 FePt NWs表面生長(zhǎng)成雙向外延生長(zhǎng)，但在Au NWs上卻是單向外延生長(zhǎng)。即使是PVP包裹的Pd NWs和Ag NWs，在油相中，氫氣還原下，納米鉑依舊可以還原生長(zhǎng)在表面，形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)。UV/O3處理的Pd NWs可有效去除材料表面的PVP，但是在處理過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)