貴金屬-金屬氧化物納米復(fù)合粒子的合成及其增強(qiáng)的催化性能研究.pdf

1、貴金屬納米粒子因其具有優(yōu)良的催化性能而被廣泛研究。但是貴金屬含量少、價(jià)格高，不適合單獨(dú)使用。選擇性安排納米尺寸的貴金屬和金屬氧化物材料在同一個(gè)納米粒子中構(gòu)成貴金屬-金屬氧化物納米復(fù)合粒子，為設(shè)計(jì)合成納米工程材料提供了新奇有效的制備方法。貴金屬-金屬氧化物納米復(fù)合粒子不僅兼具貴金屬和金屬氧化物各自獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，而且還具有由貴金屬和金屬氧化物相互作用帶來(lái)的新的特性，由此帶來(lái)的多功能性大大拓寬了貴金屬納米粒子和金屬氧化物的應(yīng)用范圍。本

2、文重點(diǎn)介紹貴金屬-半導(dǎo)體氧化物和貴金屬-磁性氧化物納米復(fù)合粒子的合成、表征及它們?cè)鰪?qiáng)的催化性能，并討論它們?cè)诓煌I(lǐng)域的潛在應(yīng)用。
　　貴金屬-半導(dǎo)體氧化物和貴金屬-磁性氧化物納米復(fù)合粒子的合成以三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEO-PPO-PEO）為表面活性劑，以環(huán)境友好型的金屬配合物為前驅(qū)體，通過(guò)納米微乳液法完成。利用透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線粉末衍射儀（XRD）、傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）、紫外可見(jiàn)光

3、譜儀（UV-Vis）、熒光光譜儀（PL）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）和X-射線光電子能譜分析儀（XPS）對(duì)制備的納米復(fù)合粒子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行深入的研究和分析。通過(guò)對(duì)水溶液中有機(jī)染料的催化降解研究，討論納米復(fù)合粒子的催化活性。主要研究工作如下:
　　1．聚合物包裹的AuZnO納米復(fù)合粒子的合成、表征和催化性能研究
　　本章采用納米微乳液法合成單分散聚合物（PEO-PPO-PEO）包裹的AuZnO納米復(fù)合粒子。形態(tài)和結(jié)構(gòu)分析顯示該

4、納米粒子具有高的結(jié)晶性，形狀幾乎一致，呈球形，粒徑分布窄。TEM-EDX分析顯示該AuZnO納米復(fù)合粒子中同時(shí)存在Au和Zn。紅外光譜研究證明PEO-PPO-PEO分子存在于合成的納米粒子表面。紫外-可見(jiàn)吸收光譜和熒光光譜分析顯示該納米粒子在無(wú)機(jī)和有機(jī)溶劑中都有好的分散性，同時(shí)也證明該納米粒子具有良好的吸收和發(fā)射性能。討論了AuZnO納米復(fù)合粒子對(duì)羅丹明B和堿性品紅的光催化降解活性，結(jié)果顯示AuZnO納米復(fù)合粒子不僅在紫外光下對(duì)羅丹明B

5、具有較強(qiáng)的催化降解功能，在可見(jiàn)光下也能降解羅丹明B。對(duì)AuZnO納米復(fù)合粒子光催化降解羅丹明B的機(jī)理討論揭示，加載合適量的Au的AuZnO納米復(fù)合粒子具有較強(qiáng)的催化活性和穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明AuZnO納米復(fù)合粒子對(duì)降解水溶液中的環(huán)境污染物具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　2．雙分散性AgZnO納米復(fù)合粒子的合成及其光催化活性研究
　　本章通過(guò)納米微乳液法，以具有生物相容性的三嵌段共聚物（聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯）PEO-PPO-P

6、EO為表面活性劑制備了AgZnO納米復(fù)合粒子。通過(guò)透射電子顯微鏡（TEM）和高分辨透射電鏡（HRTEM）、X-射線能譜分析儀（EDX）、X-射線粉末衍射儀（XRD）、紫外可見(jiàn)光譜儀（UV-Vis）、X-射線光電子能譜分析儀（XPS）、傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR）和熒光光譜儀（PL）對(duì)該納米粒子進(jìn)行表征。結(jié)果顯示該納米粒子具有高的結(jié)晶性，好的分散性，在無(wú)機(jī)溶劑和有機(jī)溶劑中均顯示優(yōu)異的光學(xué)性能。用羅丹明B（RhB）作為探針對(duì)AgZnO

7、納米粒子的催化性能進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示用AgZnO納米粒子作催化劑，90分鐘后羅丹明B在紫外燈下和在太陽(yáng)光下的降解率分別是89.5％和66.9%，均比用ZnO（52.7%和37.5%）高，并且AgZnO納米粒子的催化效率在循環(huán)使用5次后，仍然沒(méi)有降低。結(jié)果表明AgZnO納米粒子具有增強(qiáng)的催化活性和高的穩(wěn)定性，AgZnO納米粒子有望作為未來(lái)非常有潛力的催化劑。
　　3.RuFe3O4納米復(fù)合粒子的合成和性質(zhì)研究
　　本章用PEO

8、-PPO-PEO為表面活性劑，通過(guò)還原前驅(qū)體乙酰丙酮釕和乙酰丙酮鐵（Ⅲ）制備聚合物包裹的RuFe3O4納米復(fù)合粒子。用透射電子顯微鏡和X-射線粉末衍射儀對(duì)其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得出該納米粒子結(jié)晶性能好。紅外光譜證實(shí)雙親性、電中性、無(wú)毒、穩(wěn)定的聚合物成功包裹在納米粒子表面。通過(guò)振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）和綜合物性測(cè)試系統(tǒng)（PPMS）對(duì)合成的納米粒子的磁性進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明該納米粒子具有良好的磁性，在室溫條件下顯示近似的超順磁性。另外，該納米