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

1、為了研究富勒烯的形成機(jī)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(guān)的碎片和不穩(wěn)定的富勒烯異構(gòu)體進(jìn)行捕獲；在近年來，成功地對一系列的碳氯團(tuán)簇(被氯穩(wěn)定的富勒烯碎片)進(jìn)行了合成，分離和表征。基于對碳氯團(tuán)簇的化學(xué)性質(zhì)研究，對碳氯團(tuán)簇的功能化不斷被報道。但是對這些由碳氯團(tuán)簇功能化獲得的材料的應(yīng)用研究進(jìn)展還遠(yuǎn)滯后于材料的合成。為了拓展碳氯團(tuán)簇的應(yīng)用研究，“碳氯團(tuán)簇構(gòu)筑的功能化材料的應(yīng)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(tuán)簇的合成；(2)基于碳氯團(tuán)簇構(gòu)筑功能化材料；(3)碳氯團(tuán)簇構(gòu)筑功能化材料的應(yīng)用；這三方面展開研究工作。主要的研究結(jié)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(xué)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(tuán)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(yīng)制備出了一系列分散性好、粒徑較為均一的碳氯團(tuán)簇微球。利用稀鹽酸對碳氯團(tuán)簇微球的洗滌，能夠?qū)⑽⑶虮砻娴?SNa轉(zhuǎn)變?yōu)?SH，使碳氯團(tuán)簇微球被巰基功能化，有了潛在的應(yīng)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?fù)載于巰基功能化的碳氯團(tuán)簇微球表面，使碳氯團(tuán)簇微球具備了作為貴金屬催化劑載體的潛在應(yīng)用價值。本論文在以檸檬酸三鈉為保護(hù)劑，硼氫化鈉為還原劑，還原氯金酸的體系中加入

4、碳氯團(tuán)簇微球，可以有效地在碳氯團(tuán)簇微球表面高分散地負(fù)載粒徑約為17 nm的Au納米顆粒。對負(fù)載了Au納米顆粒的微球以催化對硝基苯酚的還原反應(yīng)來評價其催化活性和穩(wěn)定性。結(jié)果表明，該催化劑經(jīng)八輪循環(huán)使用后，對硝基苯酚的轉(zhuǎn)化率依舊保持在90％以上；而未負(fù)載的Au納米顆粒在經(jīng)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(fù)載方法，對碳氯團(tuán)簇微球也進(jìn)行了Pd納米顆粒的負(fù)載，所負(fù)載的Pd納米顆粒對該反應(yīng)同樣具有很好的催化活性和穩(wěn)定性。通過對負(fù)載

5、Au、Pd納米顆粒的碳氯團(tuán)簇微球的催化活性和穩(wěn)定性的研究，使碳氯團(tuán)簇微球在負(fù)載型貴金屬催化劑制備方面有了應(yīng)用的前景。 3、基于巰基與重金屬離子的絡(luò)合作用，使表面巰基功能化的碳氯團(tuán)簇微球在重金屬離子的吸附方面有潛在的應(yīng)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(yīng)得到的微球作為吸附劑，對單一重金屬離子(Pb2+、Hg2+、Cd2+)進(jìn)行吸附，發(fā)現(xiàn)碳氯團(tuán)簇微球?qū)b2+有較好的吸附能力，吸附容量達(dá)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(tuán)簇微球?qū)b2+有很好的吸附選擇性；我們對碳氯團(tuán)簇微球吸附Pb2+的最佳條件進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)在弱酸性條件下(pH=5～7)，碳氯團(tuán)簇微球?qū)b2+的吸附效果最好；不同組成的碳氯團(tuán)簇微球?qū)b2+吸附容量的差異，表明不同碳氯團(tuán)簇微球表面的巰基含量有所不同；與幾種商業(yè)無機(jī)材料(TiO2(P25)、Al2O3、Fe2O3)相比，碳氯團(tuán)簇微球有著明顯較高的吸