聚苯胺衍生物-金(鈀)復(fù)合納米材料的制備及催化性能研究.pdf

1、本文主要基于功能聚苯胺衍生物高分子/貴金屬復(fù)合材料的制備，重點(diǎn)考察其催化性能，高分子基材包括：聚鄰苯二胺、聚鄰甲基苯胺，聚鄰巰基苯胺等。構(gòu)建高分子穩(wěn)定的貴金屬(金，鈀等)納米粒子合成策略主要有兩種：一種是利用苯胺衍生物單體與貴金屬鹽的反應(yīng)活性通過一步法制備高分子穩(wěn)定的貴金屬復(fù)合材料；另一種是事先調(diào)控好聚苯胺衍生物形貌，利用其與貴金屬的氧化還原活性將貴金屬納米粒子負(fù)載于其表面。得到的復(fù)合產(chǎn)物包括：金納米粒子/聚鄰甲基苯胺核/殼納米復(fù)合材料

2、、聚鄰苯二胺/金納米粒子核/殼納米復(fù)合材料以及聚鄰巰基苯胺負(fù)載的金及鈀納米復(fù)合材料。利用透射電子顯微鏡(TEM)，高分辨電鏡(HR-TEM)，X-射線光電子能譜儀(XPS)，紅外吸收光譜(FT-IR)，紫外-可見分光光度計(jì)(UV-vis)等作為主要的表征手段，通過改變實(shí)驗(yàn)條件，控制和優(yōu)化材料的組成和結(jié)構(gòu)，以期得到高穩(wěn)定及高分散小粒徑的導(dǎo)電高分子負(fù)載貴金屬納米粒子。從而考察其在醇氧化及Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)中的催化活性。本論文的主要工作如下

3、： (1)在含有非離子表面活性劑F127的金溶膠溶液中通過引發(fā)聚合鄰甲基苯胺單體可以得到球形的金/聚鄰甲基苯胺核/殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料，改變鄰甲基苯胺單體濃度和反應(yīng)時(shí)間可以調(diào)控球殼厚度。若以聚鄰苯二胺亞微米球作為模板以及還原劑，氯金酸作為氧化劑通過一步溶液合成則可以得到聚合物球殼表面均勻負(fù)載金納米粒子的聚鄰苯二胺/金納米粒子核/殼復(fù)合材料。PVP的加入可以阻止金粒子聚集，通過改變氯金酸的濃度，可以有效地調(diào)控負(fù)載金粒子的粒徑大小。催

4、化研究結(jié)果表明，當(dāng)金粒子粒徑為5 nm時(shí)，金粒子表現(xiàn)出較高地催化活性，尤其是水介質(zhì)中苯甲醇催化氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出較高地催化活性及良好地選擇性。因而這種聚合物基金納米粒子在有機(jī)催化反應(yīng)上有著廣闊的應(yīng)用前景。 (2)以鄰巰基苯胺作為還原劑，氯金酸作氧化劑通過兩者之間一步反應(yīng)化合得到聚合物穩(wěn)定的金納米粒子。鄰巰基苯胺在聚合過程中不僅僅起到還原劑作用同時(shí)其聚合物還起著穩(wěn)定劑的作用。通過改變鄰巰基苯胺和氯金酸摩爾比可以在1～5 nm之間調(diào)控

5、聚金納米粒子大小。將所得小粒徑的金納米粒子可以成功的應(yīng)用于Suzuki交叉偶聯(lián)催化反應(yīng)中去，在活性較低的氯苯偶聯(lián)反應(yīng)中能夠取得90％以上的產(chǎn)率。此外，還考察了這種金催化劑在醇催化氧化反應(yīng)中的應(yīng)用。 (3)在鄰巰基苯胺單體鹽酸水溶液中通過與氯金酸之間的一步氧化還原合成得到一種聚鄰巰基苯胺穩(wěn)定的鈀納米粒子。鄰巰基苯胺在聚合過程中不僅僅起到還原劑作用同時(shí)其聚合物還起著穩(wěn)定劑的作用。合成得到了粒徑小于1nm的鈀納米粒子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此