鉑、鈀基納米材料的合成及催化性能研究.pdf

1、金屬納米材料由于具有催化活性高，生物相容性好，抗菌性能好等諸多優(yōu)點備受研究者的強烈關注。金屬納米材料的合成方法很多，其中液相合成法依舊是主要的合成方法。一般分為油相法和水相法兩類。近年來，氫氣用于納米金屬的合成已經(jīng)取得一些進展。從鉑納米立方體，四面體到枝狀納米晶，氫氣都被證明是一種有效清潔的還原劑。基于這一點，我們嘗試以氫氣作為主要還原劑，在常壓下，液相合成了一些新型納米材料。主要研究工作可以分為以下幾個方面：
　?。?）在純油胺

2、溶液中，常壓低溫下，合成了鉑樹突狀納米立方體。對材料合成的過程跟蹤分析發(fā)現(xiàn)，動態(tài)組成的油胺和十八胺是調節(jié)鉑納米樹突成立方體的關鍵。氫氣還原誘發(fā)鉑前驅體分解成核，快速形成晶種，在油胺的保護下生長并催化油胺加氫，使得納米鉑的表面不斷更新，因此，這種方法制備的納米鉑材料表面比較干凈。從材料的空間構型看，此種方法制備的鉑納米材料空間孔洞非常豐富，是催化劑的首選。隨后，對不飽和烴和硝基苯的加氫反應上，顯示了出色的催化性能。對甲醇的電氧化反應，立方

3、納米鉑樹突的催化活性達到了鉑納米粒子的5.3倍。
　　（2）通過兩步法，在純油胺溶液中制備了Au@Pt系列納米材料，外層的鉑先是包覆在金粒子上，然后在外層的鉑表面再長上樹枝狀的鉑條。整個過程來說，外層的鉑同樣參與了油胺的氫化，結果是鉑條表面更新帶來整個催化劑的有效活性面積的變化。與商業(yè)的JM-Pt/C相比，制備的Au@Pt納米材料在甲醇電催化和甲酸電催化方面都表現(xiàn)出來更好的催化性能。對甲酸的氧化上主要是脫水歷程，其催化活性是商業(yè)鉑

4、碳的2倍以上。
　　（3）利用順式和反式1,2-環(huán)己烷二酸作為修飾劑，在油胺體系中，制備了空心納米鈀球。無堿條件下，兩種納米催化劑對苯乙酮的加氫顯示出不同的選擇性。順式二酸修飾的納米鈀球傾向于生成苯乙醇，反式二酸修飾的二酸偏重于生成乙苯，添加NH3·H2O，可以實現(xiàn)選擇性的轉變，使順式二酸修飾的催化劑選擇性轉向了乙苯。
　?。?）使用鄰苯二胺進行修飾鉑納米可以得到海綿狀的納米鉑，使用R(+)-α-甲基芐胺和S(-)-α-甲基

5、芐胺修飾的納米金銀可以得到手性納米線和納米鏈。這些材料都有潛在的催化應用前景。納米鉑在氫氣氛圍下，生長快速，在Pt NPs上沿著八個角生長速度最快，而在FePt rods和 FePt NWs表面生長成雙向外延生長，但在Au NWs上卻是單向外延生長。即使是PVP包裹的Pd NWs和Ag NWs，在油相中，氫氣還原下，納米鉑依舊可以還原生長在表面，形成異質結構。UV/O3處理的Pd NWs可有效去除材料表面的PVP，但是在處理過程中會出現(xiàn)