以rGO和PPy為雙重載體的金屬納米催化劑制備及性能研究.pdf

1、作為催化劑，金屬納米粒子為當(dāng)今新能源開發(fā)和環(huán)境治理等領(lǐng)域的發(fā)展提供了強(qiáng)大推動力。雖然金屬納米粒子在催化方面已經(jīng)有了不小的進(jìn)展，然而在實際應(yīng)用過程中，金屬納米粒子仍存在著不足之處：第一，由于表面能較高，納米材料在反應(yīng)體系中會發(fā)生嚴(yán)重聚集，從而導(dǎo)致失活；第二，由于尺寸較小，它們很難從反應(yīng)體系中分離出來，易造成二次污染；第三，納米粒子容易從載體脫落，降低其持續(xù)使用能力；第四，常見的金屬納米催化劑多為球形粒子，形貌不易調(diào)控，難以獲得高催化活性取

2、向結(jié)構(gòu)。這些缺陷嚴(yán)重阻礙了金屬納米材料在工業(yè)催化中的廣泛應(yīng)用。
　　為了解決上述問題，本文提供了一種簡便的在還原氧化石墨烯納米片（rGS）和導(dǎo)電高分子聚吡咯（PPy）雙重載體之間負(fù)載金屬納米材料的思路。本方法不僅合成步驟簡單，而且催化劑穩(wěn)定性高，便于分離再利用，大大提高了催化劑的使用壽命。通過簡單調(diào)控實驗參數(shù)，可以有效控制雙金屬納米材料的形貌，進(jìn)一步提高催化劑的催化活性，從而實現(xiàn)催化劑高效使用的目的。
　　本論文的工作主要包

3、括以下兩部分：
　　(1)我們利用兩步法制備了將功能化納米粒子Pd和γ-Fe2O3鑲嵌在還原氧化石墨烯納米片（rGS）和氮摻雜碳納米層（NCS）之間的催化劑。在傳統(tǒng)的制備過程中，通常需要多步驟才能制備rGS/Fe2O3-Pd/NCS復(fù)合材料，本文設(shè)計了一種先進(jìn)的兩步法制備過程，分別選擇聚吡咯和普魯士藍(lán)作為NCS和γ-Fe2O3納米粒子的前驅(qū)體。選用催化還原4-硝基苯酚作為測試復(fù)合材料催化性能的反應(yīng)，并與目前已報道了的Pd基催化劑比

4、較了反應(yīng)速率常數(shù)k和轉(zhuǎn)換頻率TOF。由于γ-Fe2O3納米粒子的存在，催化劑能夠通過外加磁場輕易的從反應(yīng)液中分離開，并具有較好的可循環(huán)使用性。
　　(2)我們利用一步法制備了負(fù)載于還原氧化石墨烯（rGO）并被鑲嵌在聚吡咯（PPy）層之間的PdxAuy雙金屬納米結(jié)構(gòu)。在反應(yīng)體系中，我們使用吡咯單體作為金屬鹽特殊的還原劑，通過改變PdCl2和HAuCl4?4H2O的用量或摩爾比，PdxAuy雙金屬納米結(jié)構(gòu)的形貌能夠可控調(diào)節(jié)成如球形、珊