聚吡咯納米管-Pt基納米復合材料的制備及其催化性能的研究.pdf

1、碩士學位論文論文題目聚吡咯納米管Pt基納米復合材料的制備及其催化性能的研究研究生姓名彭穎靜指導教師姓名嚴鋒專業(yè)名稱應用化學研究方向功能高分子材料論文提交日期2013年4月聚吡咯納米管聚吡咯納米管Pt基納米復合材料的制備及其催化性能的研究基納米復合材料的制備及其催化性能的研究摘要I摘要聚吡咯納米管是一種導電聚合物，具有良好的導電性能、氧化還原性質、電子傳輸能力和優(yōu)異的穩(wěn)定性，因而得到了廣泛地應用。此外，聚吡咯納米管能夠通過簡單的化學方法批

2、量合成，避免了合成過程中使用高科技和精密的儀器。這些優(yōu)點使得聚吡咯納米管具有多種應用的潛力。鉑、金和銀等貴金屬具有較強的催化活性，廣泛地應用于催化各種反應。但是這些金屬納米粒子在反應中易團聚。為抑制納米粒子的團聚，將其沉積在聚合物表面是一種常見的有效的方法。本論文利用陰離子交換和陽離子交換方法在改性的聚吡咯納米管表面沉積Pt、Au、Ag等貴金屬納米粒子，并對這些催化劑進行了表征和催化性質的研究。本論文的主要工作內容和結論如下：（1）在聚

3、吡咯納米管表面接枝咪唑類基團，利用咪唑陰離子交換能力在聚吡咯納米管表面修飾陰離子AuCl4—，繼而原位還原，在聚吡咯納米管表面沉積Au納米粒子得到復合納米催化劑。研究表明，該催化劑能夠催化氧氣的電化學還原和4硝基苯酚的化學還原。(2)將聚吡咯納米管表面接枝羧基，利用羧酸鹽的陽離子交換能力在其表面修飾陽離子Ag。繼而原位還原，在聚吡咯納米管表面沉積Ag納米粒子，得到水溶性的PPyNTCOOAgNP復合材料。這種含復合材料不僅能夠催化H2O

4、2的電化學還原，并具有拉曼增強效應。對羅丹明6G的檢測濃度達到1012M其拉曼增強因子可達6107。(3)利用咪唑基團的陰離子交換能力和固定作用，在修飾有咪唑基團的聚吡咯納米管表面沉積PtAu合金納米粒子，得到PPyNTImPtAu復合材料。PPyNTImPtAu復合材料中Pt、Au比例可通過調節(jié)反應物中PtCl62－和AuCl4－的比例加以控制。含Pt較多的催化劑（PPyNTImPt8Au2）能夠很好的催化甲醇的氧化，并抑制催化劑CO

5、中毒；含Au較多的催化劑（PPyNTImPt2Au8）能夠很好的催化氧氣的還原。該復合材料有望用于燃料電池和各種電化學傳感器。(4)利用硅氧烷類功能離子液體作為碳材料的前驅體，一步法合成了合成了PtAuC復合材料。[Sipim][Cl]離子液體首先利用陰離子交換的方法與金屬前驅體交換，形成[Sipim][PtCl62－]x[AuCl4－]y，將其碳化，用HF刻蝕得到PtAuC復合材料。該方法合成的PtC材料是甲醇電化學氧化的良好催化劑，