單分散金屬鉍納米晶體的制備及其催化性能研究.pdf

1、本論文使用的熱還原法和熱分解法都是借助希萊克系統(tǒng)，在不同有機(jī)溶劑內(nèi)制備了尺寸和形貌可控的單分散金屬鉍納米晶。
　　熱還原法是以氯化鉍(BiCl3)為鉍源，油胺(OLA)、油酸(OA)為溶劑和表面活性劑，硼氫化鈉作為還原劑，來(lái)制備金屬鉍納米晶體。利用調(diào)控反應(yīng)的時(shí)間、溫度和使用不同的表面活性劑，得到了不同的形貌和尺寸的金屬鉍納米晶體。例如，在100℃下控制反應(yīng)時(shí)間成功的制備出了4.93±1.02nm、19.36±4.44nm和49.7

2、3±13.90nm的金屬鉍納米顆粒。為了驗(yàn)證金屬鉍納米顆粒作為有效廉價(jià)的催化劑的可行性，測(cè)試了所制備不同形貌和尺寸的金屬鉍納米晶體對(duì)四種不同染料的水溶液在不同溫度下的催化還原性能。并測(cè)試了金屬鉍納米晶對(duì)其中一種染料（羅丹明B）在三個(gè)不同溫度(20℃、30℃、40℃)下的催化速率，并依據(jù)催化速率計(jì)算出了三種不同尺寸的金屬鉍納米晶相應(yīng)的活化能、活化熵、指前因子。而且在這些反應(yīng)中，最小尺寸的金屬鉍納米顆粒(4.93±1.02nm)具有最高的活

3、化能，最低的指前因子數(shù)和活化熵。說(shuō)明最小尺寸的金屬鉍納米顆粒(4.93±1.02nm)具有較高的催化活性，這是由于最小尺寸的金屬鉍納米顆粒具有最高比表面積。這說(shuō)明了，比表面積是影響金屬鉍納米顆粒的催化性能的重要因素。并且在最后的可循環(huán)利用性測(cè)試中，在5次循環(huán)測(cè)試后金屬鉍納米顆粒依舊保持了高于96％的催化轉(zhuǎn)化率。穩(wěn)定性方面，我們將金屬鉍納米催化劑在空氣中儲(chǔ)存50天后，僅觀察到活性的輕微降低，金屬鉍納米催化劑依舊可以提供98％的轉(zhuǎn)化率和97

4、％的催化活性。
　　然而硼氫化鈉作為一種強(qiáng)還原劑，使得反應(yīng)過(guò)程非常迅速，為了更好的研究金屬鉍納米晶的結(jié)晶過(guò)程，我們以熱分解法制備了棒狀結(jié)構(gòu)的金屬鉍納米晶。選擇以十六胺（HDA）、BiCl3和Li[N(SiMe3)2]作為原料，首先制備了一種鉍的金屬酰胺(Bi[N(SiMe3)2]3)，再以Bi[N(SiMe3)2]3作為前驅(qū)體，將其與Li[N(SiMe3)2]混合加熱裂解產(chǎn)生金屬鉍納米晶體。所制備出三種不同尺寸的單分散的金屬鉍納米