形貌可控硅基核殼材料的制備及性能.pdf

1、碩士學位論文形貌可控硅基核殼材料的制備及性能PreparationandPerformanceofShapeControlledSilicaBasedCoreShellMaterials學號：212QZ!Z魚大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要核殼結構微納材料具有很多優(yōu)于單組份材料和傳統(tǒng)復合材料的性質，在多相催化等領域有廣泛的應用，其結構設計、制各和性能優(yōu)化是當今材料科學和化學

2、工程領域的研究熱點。目前，核殼結構微納材料的結構和尺寸可以得到很好地控制，但有關其形貌控制的研究相對較少，且存在難以連續(xù)化制備的問題。鑒于此，本文以實現材料的連續(xù)化和形貌可控制備為研究目標，采用氣溶膠噴霧干燥法、硬模板法和水熱法制備了一系列核殼結構微納材料，并研究了它們的催化和電化學性能，為進一步研究核殼材料可控制備方法、拓展其應用領域打下了基礎。主要內容如下。使用氣溶膠噴霧干燥法一步合成了Au@Ti02／Si02核殼材料，實現了核殼結

3、構材料的連續(xù)化簡單制備，并將其應用于對硝基苯酚(4NP)催化還原反應。材料呈球形，表面具有纖維狀Ti02，納米金顆粒被包裹在Ti02／Si02空心微球骨架之中；當反應溫度為200C，NaBH4與4NP的物質的量之比為500：1，催化劑用量為015mg／mL時，材料催化4NP反應轉化率可達95％；材料催化性能不隨使用次數增加而降低，重復使用八次4NP轉化率均在90％以上。為進一步控制材料的形貌和結構，并使材料在液相反應中有更好的分離回收性

4、能，在上述球形催化材料的基礎上，使用硬模板法制備了立方體、橢球和花生形貌的超順磁性氧化鐵@Si02Au@C核殼材料，優(yōu)化了材料的煅燒溫度和Au擔載量，并將其應用于4NP催化還原反應。材料形貌特征明顯，粒徑均勻，具有清晰完整的核殼結構，高度單分散、粒徑約為6nm的金顆粒均勻分布在Si02層和炭層之間，其超順磁性來自于煅燒過程中aFe203原位轉化為由aFe203和Fe304組成的磁性氧化鐵；當反應溫度為200C，NaBH4與4NP的物質的

5、量之比為500：1，催化劑用量為015mg／mL時，材料催化4NP反應轉化率可達90％以上；材料可利用外加磁場回收，重復使用7次催化活性沒有明顯降低，且7000C煅燒后仍然保持良好的磁性和催化活性。為了拓展形貌可控硬模板法的應用，以不同形貌Si02空殼為基礎，使用水熱法制備了立方體、橢球和花生形貌的雙層空心NiS電極材料，并測試了材料的本征電化學性能。材料具有均勻的粒徑和明顯的雙層空心結構，同時存在硅酸鎳物相和硫化鎳物相；材料具有明顯的