形貌可控的鉑納米粒子的制備.pdf

1、納米金屬的性能與粒子的形狀和大小有很大的關(guān)系,制備形貌可控的貴金屬納米粒子有利于更加廣泛和充分的應(yīng)用納米材料。本文以鉑納米粒子為研究對象,從以下幾個方面研究其可控制備以及其在催化下的應(yīng)用。
　　首先,以含有NaOH的乙二醇為溶劑和還原劑,通過熱注射法制備得到“無保護”的Pt膠體。TEM照片顯示,制備得到的Pt膠體分布均勻,穩(wěn)定性好,粒子多為球形和橢球形,平均粒徑在2-3 nm之間,粒徑分布較窄。
　　分別改變金屬前驅(qū)體的濃度

2、和反應(yīng)溫度,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在金屬前驅(qū)體濃度較低時,平均粒徑隨著金屬濃度的升高而增大;當金屬前驅(qū)體濃度達到一定值后,繼續(xù)增大金屬濃度,平均粒徑基本不再變化,但粒徑的單分散性變差。保持反應(yīng)物濃度不變,制備的Pt膠體粒子的平均粒徑隨著溫度的升高直線上升,在140-198℃的范圍內(nèi),平均溫度每升高20℃,平均粒徑增大0.13 nm。
　　其次,以乙二醇為還原劑和溶劑,通過熱注射法制備“無保護”的Pt納米粒子,分別往溶劑中加入少量的不同溶劑或保護

3、劑制備Pt納米粒子。加入水溶劑后,制備的鉑膠體納米粒子的粒徑增大,但得到的膠體穩(wěn)定性較差;將丙酮加入到反應(yīng)溶液中,制備的膠體粒子分布均勻,納米粒子的粒徑稍增大,粒子形狀更加趨向于球形;在溶劑加入氮甲基吡咯烷酮制備的膠體穩(wěn)定,粒子的形狀更加偏向于球形,而粒徑也比原來大了二分之一。在反應(yīng)體系中加入PVP后,膠體的穩(wěn)定性和單一性都變好,而粒子的形狀也更加偏向橄欖形。在無水體系里,加入的PVP越多,粒子的粒徑越大;而在含水的制備體系里,加入PV

4、P反而使粒子的粒徑變小。在反應(yīng)體系中只加入少量PVP而去掉氫氧化鈉,能夠?qū)⒓{米粒子的粒徑增大一倍。
　　最后,將乙醇還原制備的PVP-Pt/Ru(Pt:Ru=2:1)通過吸附法負載到納米SnO2上,制備負載量為0.454‰的Pt/Ru/SnO2催化劑,通過TEM觀察催化劑,發(fā)現(xiàn)納米粒子均勻的負載在載體的表面,無團聚和長大現(xiàn)象。
　　在反應(yīng)溫度50℃、氫氣壓力1 Mpa、無溶劑的條件下,以Pt/Ru/SnO2催化劑催化o-CN

5、B選擇性氫化為o-CAN的反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)催化反應(yīng)存在一個最佳的反應(yīng)時間:在反應(yīng)60分鐘后,o-CNB的轉(zhuǎn)化率>99.5%,對o-CAN的選擇性～99.5%。Pt/Ru/SnO2催化劑循環(huán)使用4次后,催化劑的催化活性下降約三分之一,對o-CAN的選擇性下降約1.5個百分點。氫氣壓力越高,催化反應(yīng)速率也越高。Pt/Ru/SnO2催化劑吸水后,催化活性會大幅度降低。吸水后的催化劑需要在50℃的溫度下真空干燥3天以上才能去除水分并恢復(fù)其催化活性