貴金屬-金屬氧化物納米復(fù)合粒子的合成及其增強(qiáng)的催化性能研究.pdf

1、貴金屬納米粒子因其具有優(yōu)良的催化性能而被廣泛研究。但是貴金屬含量少、價格高，不適合單獨(dú)使用。選擇性安排納米尺寸的貴金屬和金屬氧化物材料在同一個納米粒子中構(gòu)成貴金屬-金屬氧化物納米復(fù)合粒子，為設(shè)計合成納米工程材料提供了新奇有效的制備方法。貴金屬-金屬氧化物納米復(fù)合粒子不僅兼具貴金屬和金屬氧化物各自獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，而且還具有由貴金屬和金屬氧化物相互作用帶來的新的特性，由此帶來的多功能性大大拓寬了貴金屬納米粒子和金屬氧化物的應(yīng)用范圍。本

2、文重點(diǎn)介紹貴金屬-半導(dǎo)體氧化物和貴金屬-磁性氧化物納米復(fù)合粒子的合成、表征及它們增強(qiáng)的催化性能，并討論它們在不同領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。
　　貴金屬-半導(dǎo)體氧化物和貴金屬-磁性氧化物納米復(fù)合粒子的合成以三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEO-PPO-PEO）為表面活性劑，以環(huán)境友好型的金屬配合物為前驅(qū)體，通過納米微乳液法完成。利用透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線粉末衍射儀（XRD）、傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）、紫外可見光

3、譜儀（UV-Vis）、熒光光譜儀（PL）、振動樣品磁強(qiáng)計（VSM）和X-射線光電子能譜分析儀（XPS）對制備的納米復(fù)合粒子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行深入的研究和分析。通過對水溶液中有機(jī)染料的催化降解研究，討論納米復(fù)合粒子的催化活性。主要研究工作如下:
　　1．聚合物包裹的AuZnO納米復(fù)合粒子的合成、表征和催化性能研究
　　本章采用納米微乳液法合成單分散聚合物（PEO-PPO-PEO）包裹的AuZnO納米復(fù)合粒子。形態(tài)和結(jié)構(gòu)分析顯示該

4、納米粒子具有高的結(jié)晶性，形狀幾乎一致，呈球形，粒徑分布窄。TEM-EDX分析顯示該AuZnO納米復(fù)合粒子中同時存在Au和Zn。紅外光譜研究證明PEO-PPO-PEO分子存在于合成的納米粒子表面。紫外-可見吸收光譜和熒光光譜分析顯示該納米粒子在無機(jī)和有機(jī)溶劑中都有好的分散性，同時也證明該納米粒子具有良好的吸收和發(fā)射性能。討論了AuZnO納米復(fù)合粒子對羅丹明B和堿性品紅的光催化降解活性，結(jié)果顯示AuZnO納米復(fù)合粒子不僅在紫外光下對羅丹明B

5、具有較強(qiáng)的催化降解功能，在可見光下也能降解羅丹明B。對AuZnO納米復(fù)合粒子光催化降解羅丹明B的機(jī)理討論揭示，加載合適量的Au的AuZnO納米復(fù)合粒子具有較強(qiáng)的催化活性和穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明AuZnO納米復(fù)合粒子對降解水溶液中的環(huán)境污染物具有潛在應(yīng)用價值。
　　2．雙分散性AgZnO納米復(fù)合粒子的合成及其光催化活性研究
　　本章通過納米微乳液法，以具有生物相容性的三嵌段共聚物（聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯）PEO-PPO-P

6、EO為表面活性劑制備了AgZnO納米復(fù)合粒子。通過透射電子顯微鏡（TEM）和高分辨透射電鏡（HRTEM）、X-射線能譜分析儀（EDX）、X-射線粉末衍射儀（XRD）、紫外可見光譜儀（UV-Vis）、X-射線光電子能譜分析儀（XPS）、傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR）和熒光光譜儀（PL）對該納米粒子進(jìn)行表征。結(jié)果顯示該納米粒子具有高的結(jié)晶性，好的分散性，在無機(jī)溶劑和有機(jī)溶劑中均顯示優(yōu)異的光學(xué)性能。用羅丹明B（RhB）作為探針對AgZnO

7、納米粒子的催化性能進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示用AgZnO納米粒子作催化劑，90分鐘后羅丹明B在紫外燈下和在太陽光下的降解率分別是89.5％和66.9%，均比用ZnO（52.7%和37.5%）高，并且AgZnO納米粒子的催化效率在循環(huán)使用5次后，仍然沒有降低。結(jié)果表明AgZnO納米粒子具有增強(qiáng)的催化活性和高的穩(wěn)定性，AgZnO納米粒子有望作為未來非常有潛力的催化劑。
　　3.RuFe3O4納米復(fù)合粒子的合成和性質(zhì)研究
　　本章用PEO

8、-PPO-PEO為表面活性劑，通過還原前驅(qū)體乙酰丙酮釕和乙酰丙酮鐵（Ⅲ）制備聚合物包裹的RuFe3O4納米復(fù)合粒子。用透射電子顯微鏡和X-射線粉末衍射儀對其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得出該納米粒子結(jié)晶性能好。紅外光譜證實(shí)雙親性、電中性、無毒、穩(wěn)定的聚合物成功包裹在納米粒子表面。通過振動樣品磁強(qiáng)計（VSM）和綜合物性測試系統(tǒng)（PPMS）對合成的納米粒子的磁性進(jìn)行測試，結(jié)果表明該納米粒子具有良好的磁性，在室溫條件下顯示近似的超順磁性。另外，該納米