基于CQDs的納米碳材料的設計、合成及其催化性能的研究.pdf

1、碳材料在多年的研究中主要是作為催化劑載體，其新的研究進展是直接作為催化劑廣泛應用于包括現(xiàn)代工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥等主要領域。尋找和設計一種能夠直接作為高效催化劑的納米碳材料是至關重要的。碳量子點(CQDs)以及修飾的CQDs，引領著零維納米結構這一新的領域，具有較強的穩(wěn)定性和生物適應性，同時具有很強且可調的熒光性由于其特殊的物理化學特性，得以在催化劑研究方面廣泛的應用。本文從研究CQDs出發(fā)，設計合成了系列摻雜CQDs以及在半碳化材料中原位生

2、成CQDs，并探究了它們在氫鍵催化、氧還原反應以及碳氫化合物選擇性氧化方面的應用。
　　本研究主要內容包括：⑴通過簡單的電化學刻蝕法制備了三種不同尺寸的CQDs，包括大于10nm、5nm和1-4nm的CQDs，并用TEM、HRTEM、UV-Vis、FT-IR、Raman、PL等表征方法研究了催化劑的形貌及基本性質，進而探索了它對系列羥醛縮合反應的氫鍵催化性能，結果發(fā)現(xiàn)5nm的CQDs在可見光照射下對羥醛縮合反應具有良好的催化效果和

3、穩(wěn)定性。⑵通過簡單的火焰法制備了一系列的單/雙摻雜CQDs，包括B-CQDs、N-CQDs、P-CQDs、S-CQDs、BN-CQDs、PN-CQDs和SN-CQDs，并用TEM、EDX、XPS、AFM、UV-Vis、FT-IR、Raman、PL等表征方法研究了催化劑的形貌及基本性質，進而探索了它對氧還原反應的催化性能，結果發(fā)現(xiàn)BN-CQDs對氧還原反應具有良好的催化效果和穩(wěn)定性。⑶利用纖維素和葡萄糖為原料，通過簡單的方法制備了系列不同

4、碳化程度(100-900℃)的三維介孔碳球C-3DMPCS和G-3DMPCS納米碳材料，其中半碳化程度的C-3DMPCS-500和G-3DMPCS-600內部結構中原位的生成部分的CQDs。使用SEM、TEM、BET、Raman等表征方法研究了其形貌和性質，進而在無溶劑、以叔丁基過氧化氫為引發(fā)劑、空氣中的氧氣為氧化劑、可見光照射的條件下，探索了對順式環(huán)辛烯的選擇性氧化催化性能，發(fā)現(xiàn)半碳化的C-3DMPCS-500和G-3DMPCS-60