亞納米貴金屬基“搖鈴”型磁性納米限域催化材料的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑及性能研究.pdf

1、研發(fā)高活性、高穩(wěn)定性、高分散性且易于回收的催化劑對(duì)化工領(lǐng)域有著重要意義，其中將貴金屬固載在磁性材料上得到的貴金屬基磁性催化劑因兼具貴金屬納米粒子的高催化活性及磁性回收的性質(zhì)而受到廣泛關(guān)注。在催化劑使用過程中，負(fù)載型催化劑間易相互碰撞且貴金屬納米粒子具有高比表面能，以上均易導(dǎo)致貴金屬的遷移，團(tuán)聚，流失，影響催化劑活性。因此，本文擬研究貴金屬基“搖鈴”型磁性納米限域催化劑的可控合成，并探究催化劑結(jié)構(gòu)和性能之間的構(gòu)效關(guān)系。對(duì)于納米限域催化劑，

2、Au和Pt納米粒子分別彌散分布于中空殼層結(jié)構(gòu)中，不僅可以有效避免貴金屬遷移，團(tuán)聚，流失的現(xiàn)象。同時(shí)，“搖鈴”型催化劑的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)還可以提供雙向擴(kuò)散的機(jī)制，提高貴金屬納米粒子的催化活性。而且，可移動(dòng)的磁性內(nèi)核有利于納米催化劑的快速磁性分離回收。
　　首先，通過電荷間相互作用在Fe3O4@SiO2表面合成20 nm左右具有pH響應(yīng)的聚合物殼層 P(4-VP-DVB)，利用聚合物的pH響應(yīng)性，采用原位還原的方法將 Au納米粒子固載在P(4

3、-VP-DVB)結(jié)構(gòu)中。吸附AuCl4-時(shí)，體系處于酸性條件，聚合物處于溶脹狀態(tài)，AuCl4-離子吸附在聚合物結(jié)構(gòu)中；加入堿性還原劑后，聚合物處于收縮狀態(tài)，同時(shí)Au納米粒子被原位還原在聚合物結(jié)構(gòu)中。1.5 nm左右的Au納米粒子均勻分布在 P(4-VP-DVB)結(jié)構(gòu)中，P(4-VP-DVB)的限域作用有效避免了 Au納米粒子遷移，團(tuán)聚，流失，提高了催化劑的分散性，穩(wěn)定性，從而表現(xiàn)出高催化活性，并且，聚合物殼層還可以調(diào)控Au粒子的尺寸。<

4、br>　　其次，通過EDOT和K2PtCl4間的氧化還原反應(yīng)，犧牲模板法、熱交聯(lián)處理最終合成Fe3O4@void@TC-PEDOT/Pt“搖鈴”型磁性納米催化劑。尺寸約為2 nm左右的Pt納米粒子均勻分散在超薄的（10 nm）TC-PEDOT結(jié)構(gòu)中，避免Pt納米粒子在催化過程中團(tuán)聚、流失的現(xiàn)象，提高催化劑穩(wěn)定性；經(jīng)熱交聯(lián)處理后，聚合物部分碳化，提高了聚合物的剛性，避免聚合物殼層在反應(yīng)過程中破裂的現(xiàn)象；“搖鈴”型催化劑特有的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)可以提