以石墨烯為穩(wěn)定劑合成納米金及其催化性能研究.pdf

1、納米金因?yàn)槠涮厥獾姆€(wěn)定性、小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、表面效應(yīng)和生物親和效應(yīng)等特性,使它在許多領(lǐng)域表現(xiàn)出潛在的理論和應(yīng)用價(jià)值,已經(jīng)成為研究最多的納米材料之一。目前在納米金的制備方面,廣泛采用的是化學(xué)還原法。納米金的穩(wěn)定性是其性能的一個(gè)重要方面,在納米金的制備過(guò)程中,由于易團(tuán)聚,因而往往需要加入穩(wěn)定劑。本文采用水溶性氧化石墨烯和還原石墨烯作為穩(wěn)定劑,抗壞血酸為還原劑,通過(guò)室溫液相還原法制備穩(wěn)定性良好的納米金溶液。并進(jìn)一步以硝基苯類(lèi)化合物的加氫還

2、原反應(yīng)為模型,研究石墨烯穩(wěn)定的納米金粒子的催化活性。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.以天然石墨為原料,采用Hummers法制備了氧化石墨烯;以水合肼和氨水為還原劑,制備了水溶性的還原石墨烯。采用UV-Vis、XRD、XPS、FT-IR、Raman、SEM、TEM和AFM等手段表征了所制備的兩種石墨烯。研究發(fā)現(xiàn)所得石墨烯片為單層,尺寸大小100 nm～2μm;還原后的石墨烯缺陷減少,共軛結(jié)構(gòu)得到了恢復(fù);
　　 2.以氧化石墨

3、烯和還原石墨烯作為穩(wěn)定劑,抗壞血酸為還原劑,通過(guò)室溫液相還原法制備了穩(wěn)定性良好的納米金溶液。采用UV-Vis、XRD、SEM和TEM等手段對(duì)所制備納米金形貌、粒徑和晶型結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了表征,結(jié)果表明所制備的納米金為球狀顆粒,粒徑在25-50 nm之間。石墨烯通過(guò)表面官能團(tuán)的靜電排斥力實(shí)現(xiàn)納米金在水中的穩(wěn)定分散。初步探討了石墨烯穩(wěn)定納米金的機(jī)理,發(fā)現(xiàn)由于兩種石墨烯的pH值不同導(dǎo)致納米金生長(zhǎng)方式有所差別;
　　 3.采用對(duì)硝基苯酚加氫還

4、原為對(duì)氨基苯酚的反應(yīng)作為模型比較了石墨烯穩(wěn)定的納米金和檸檬酸三鈉穩(wěn)定的納米金的催化活性。研究發(fā)現(xiàn)石墨烯穩(wěn)定的納米金相對(duì)于檸檬酸三鈉穩(wěn)定的納米金具有更低的反應(yīng)活化能,石墨烯作為穩(wěn)定劑可以增強(qiáng)納米金的催化性能;
　　 4.應(yīng)用Hammett方程進(jìn)一步探討了石墨烯穩(wěn)定的納米金催化加氫還原硝基苯、對(duì)硝基苯酚、對(duì)硝基苯胺和對(duì)氯硝基苯的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)石墨烯穩(wěn)定的納米金相對(duì)于檸檬酸三鈉穩(wěn)定的納米金具有更低的正p值。石墨烯優(yōu)秀的電子轉(zhuǎn)移能力是石墨烯