Fe3O4納米顆粒的制備及其催化性能.pdf

1、學(xué)校代碼：10385分類號：研究生學(xué)號:1200201001密級：Fe3O4納米顆粒的制備及其催化性能納米顆粒的制備及其催化性能ThePreparationCatalyticPropertiesofFe3O4nanoparticles作者姓名：陳亞陳亞杰指導(dǎo)教師：蒲繼雄蒲繼雄教授教授合作導(dǎo)師：學(xué)科：物理物理學(xué)研究方向：納米材料及應(yīng)用納米材料及應(yīng)用所在學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期：二零一五二零一五年四月十日摘要I

2、摘要近年來，磁性納米顆粒特別是Fe3O4納米粒因合成成本低、無污染和可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于光催化、信息存儲和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域，有關(guān)Fe3O4納米顆粒的制備和應(yīng)用已成為研究熱點(diǎn)。雙金屬納米顆粒尤其是鈀基雙金屬納米顆粒，因其獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光傳感器、生物醫(yī)藥以及有機(jī)合成等領(lǐng)域，因此，不同形貌鈀基雙金屬納米顆粒的合成和表征也引起了人們的關(guān)注。論文中，首先制備了磁性Fe3O4納米顆粒，并將其作為催化劑合成蘋果酸二乙酯和

3、硫冠醚，詳細(xì)地討論了Fe3O4納米顆粒作為催化劑的催化機(jī)理，以及不同反應(yīng)條件對產(chǎn)率的影響。論文的主要內(nèi)容有：1.利用水熱法制備了形貌均勻，分散性好的Fe3O4納米顆粒，并將其作為合成蘋果酸二乙酯的催化劑，討論了催化劑Fe3O4納米顆粒的用量及循環(huán)利用次數(shù)對酯化率和轉(zhuǎn)換數(shù)的影響。最后通過透射電鏡觀察Fe3O4納米顆粒在整個酯化反應(yīng)過程中尺寸的變化，分析了催化機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4納米顆粒作為新的催化劑可以催化合成蘋果酸二乙酯，并且

4、酯化率隨著Fe3O4納米顆粒摩爾數(shù)的增加而增加，隨著循環(huán)次數(shù)的增加而降低；轉(zhuǎn)換數(shù)隨著Fe3O4納米顆粒摩爾數(shù)以及循環(huán)次數(shù)的增加而降低，最后趨于穩(wěn)定；Fe3O4納米顆粒催化劑的活性隨著反應(yīng)循環(huán)次數(shù)的增加而降低。2.利用Fe3O4納米顆粒在催化蘋果酸二乙酯合成的過程中，表現(xiàn)出的脫水性和酸性敏感性的特性，把Fe3O4納米顆粒作為催化劑，設(shè)計(jì)了一個綠色合成路線，制備小硫冠醚的縮合反應(yīng)，探討了催化劑的催化機(jī)理，討論了不同反應(yīng)條件對反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率的影

5、響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在催化劑Fe3O4納米顆粒存在的條件下，二硫醇與二羥基醇可以直接反應(yīng)一步得到小硫冠醚；當(dāng)乙二醇既作為反應(yīng)物也作為溶劑時(shí)，產(chǎn)物1，4二噻烷的產(chǎn)率最低；當(dāng)用二甲基甲酰胺作為溶劑，二硫醇與二羥基作為反應(yīng)物直接反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物147三硫環(huán)壬烷產(chǎn)率和轉(zhuǎn)換數(shù)最高。3.利用水熱法制備了雙金屬PdCo納米立方體。討論了不同溫度和反應(yīng)時(shí)間對制備雙金屬PdCo納米立方體的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水熱法可以簡單的制備出雙金屬PdCo納米立方體；并且