基于嵌段共聚物膠束構筑銀-二氧化鈦納米粒子及其表征.pdf

1、二氧化鈦（TiO2）納米材料具有無毒、價格低廉、易合成等特點而被廣泛應用于太陽能電池、催化劑載體等方面，特別是在光催化方面得到重要應用。國內外研究人員進行了大量的摻雜實驗，其中貴金屬納米粒子摻雜可以增大納米粒子的表面積，能夠有效的改善 TiO2納米材料的催化性能。本文研究了利用嵌段共聚物自組裝技術，合成具有核殼結構的銀納米粒子（Ag NPs）和具有中空結構的銀金納米粒子（AgAu NPs）的制備方法。結合溶膠凝膠法，制備了具有高催化性能

2、的銀-二氧化鈦（Ag-TiO2）納米粒子及銀金-二氧化鈦（AgAu-TiO2）納米粒子。
　　首先，分別利用嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚乙烯基吡啶（PS-b-P2VP）與硝酸銀(AgNO3)在四氫呋喃中發(fā)生自組裝。及聚乙烯基吡啶-b-聚氧化乙烯（P2VP-b-PEO）與硝酸銀(AgNO3)在四氫呋喃/N,N-二甲基甲酰胺溶劑中發(fā)生自組裝。實驗選擇利用紫外燈照射還原的方法制備出 Ag NPs，在紫外光照射條件下銀離子發(fā)生還原反應生成

3、Ag NPs，且形態(tài)為核殼結構。反應過程無需高溫。實驗結果表明，嵌段共聚物和AgNO3的質量比，是 Ag NPs的尺寸發(fā)生改變的主要影響因素。
　　其次，利用嵌段共聚物自組裝，結合溶膠凝膠法制備 Ag-TiO2納米粒子，通過控制溶膠凝膠的滴加量，調控 Ag-TiO2納米粒子的尺寸及外殼厚度。對制備的Ag-TiO2復合納米粒子進行了催化性能的研究實驗。通過在紫外燈照射下利用制備的樣品降解亞甲基藍溶液實驗，研究了 Ag-TiO2納米粒

4、子的光催化效率。實驗結果表明，每組實驗中當加入溶膠凝膠含量為5％SG時，Ag-TiO2納米粒子的光催化效果最好。
　　在完成 Ag-TiO2納米粒子制備方法研究的基礎上，研究了雙金屬納米粒子的制備方法。以制備的具有核殼結構的銀納米粒子作為犧牲模板，因為 Ag+/Ag的標準還原電勢（0.80Vvs）低于 AuCl4-/Au的標準還原電勢（0.99Vvs標準氫電極），可以利用金銀間簡單的電子置換反應進行實驗。實驗過程中當 HAuCl4

5、溶液與制備好的Ag NPs的溶液混合時，AuCl4-發(fā)生氧化反應，部分 Ag原子會發(fā)生還原反應生成銀離子。最終成功制備出 AgAu雙金屬復合復合納米粒子。通過改變金和銀（Au:Ag）的比例，可以改變合金粒子的組分及結構，當 Au:Ag為0.2時，制備出具有中空結構的AgAu雙金屬納米粒子。結合溶膠凝膠法，成功制備出 AgAu-TiO2復合納米粒子。Ag-TiO2及 AgAu-TiO2納米粒子的外貌形態(tài)可以通過透射電鏡及高分辨透射電鏡觀察