当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

基于对硝基苯酚还原反应的贵金属纳米粒子类催化材料研究

发布时间:2019-06-02 21:35
【摘要】:近年来,由于贵金属纳米粒子特殊的物理和化学性质使其在催化领域具有潜在的应用价值,这引起了研究者的广泛关注。金属纳米粒子具有很高的表面能,其很容易发生团聚,团聚后其催化性能明显下降。为了阻止其团聚获得高催化性能,一般将金属纳米粒子装载到材料载体中。本论文基于二氧化过硅纳米粒子为模板分别制备了载Pd纳米粒子复合聚电解质空心微球、载Au纳米粒子复合发状聚离子液体空心微球和载Au聚合物刷复合微球,并对它们催化硼氢化钠还原4-硝基苯酚的性能进行了研究。第一章绪论本章主要介绍五种类型的纳米金(钯)催化材料,归纳了纳米金催化材料的最新研究进展;重点讨论了纳米金催化材料的制备手段及其催化活性、稳定性、可回收性和可重复使用性;并对纳米金催化材料的发展方向和今后需解决的关键问题进行了展望。第二章负载钯纳米粒子的聚电解质空心微球的制备及其还原对硝基苯酚的催化活性用表面引发原子转移自由基聚合法(SI-ATRP)在二氧化硅纳米粒子表面接枝聚碘化甲基丙烯酸三甲基胺基乙酯(PMETAI),原位还原静电吸附的Pd Cl62-后刻蚀去除二氧化硅模板,成功制备Pd纳米粒子复合聚电解质空心微球(air@PMETAI@Pd)。用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(FTIR)、能谱仪(EDX)、热重分析仪(TGA)对所制备的复合空心微球进行表征。结果表明Pd纳米粒子均匀负载在聚电解质微球上,其直径约为1.5±0.2nm。将负载Pd纳米粒子的微球作为催化剂应用于硼氢化钠还原4-硝基苯酚反应,显示出良好的催化效果且具有较好的回收利用性。第三章负载金纳米粒子发状聚离子液体空心微球的制备及其催化性能研究通过二步SI-ATRP和还原HAu Cl4在二氧化硅纳米粒子表面分步接枝聚离子液体(PMIMC)网络壳层,温度响应性聚合物刷(PDMAEMA)和Au纳米粒子,制备了一种智能空心复合材料(air@PMIMC-PDMAEMA-Au)。TEM、FTIR、EDX、XRD、XPS和TGA技术手段对所制备的发状聚离子液体空心微球进行了表征。结果表明Au纳米粒子均匀负载在PMIMC-PDMAEMA壳层上,其直径约为1.5±0.2 nm。采用于硼氢化钠还原4-硝基苯酚反应研究所制备空心微球的催化性能。我们发现PMIMC壳层和PDMAEMA刷这种交联结构让该催化剂催化还原4-硝基苯酚反应有很高的催化性能和稳定性。此外,我们还发现该空心微球还原4-硝基苯酚的催化活性具有温度调控性。第四章载金聚合物刷复合微球的制备及其催化性能研究通过SI-ATRP在二氧化硅纳米粒子表面接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),原位还原吸附在PNIPAM刷中的HAu Cl4,成功制备了载Au聚合物刷复合微球(Si O2@PNIPAM-Au NPs)。用TEM、FTIR和EDX等技术手段对所制备的聚合物刷微球进行了表征。结果表明,Au纳米粒子在聚合物刷微球上的负载量低,粒径较大,分布不均匀。将载Au聚合物刷复合微球作为催化剂应用于硼氢化钠还原4-硝基苯酚反应,显示出的催化效果不如Au纳米粒子复合发状聚离子液体空心微球(air@PMIMC-PDMAEMA-Au)和Pd纳米粒子复合聚电解质空心微球(air@PMETAI@Pd)。
[Abstract]:In recent years, because of the special physical and chemical properties of noble metal nanoparticles, it has potential application value in the field of catalysis. The metal nanoparticles have a high surface energy, which can easily be agglomerated, and the catalytic performance of the metal nanoparticles is obviously reduced. In order to prevent its agglomeration to achieve high catalytic performance, metal nanoparticles are typically loaded into the material carrier. The method comprises the following steps of: respectively preparing a Pd nano-particle composite polyelectrolyte hollow microsphere, a loading Au nano-particle composite hair-shaped polyionic liquid hollow microsphere and a loaded Au polymer brush composite microsphere based on the dioxide-silicon nano-particle as a template, The performance of the reduction of 4-nitrophenol with sodium borohydride was studied. The first chapter introduces five types of nano-gold (Au) catalytic materials, and summarizes the latest research progress of the nano-gold catalytic materials. The preparation methods of the nano-gold catalytic materials and their catalytic activity, stability, recyclability and reusability are discussed. The development direction of the nano-gold catalytic material and the key problems to be solved in the future are also discussed. in the second chapter, the preparation of the polyelectrolyte hollow microspheres loaded with the nano-particles and the surface-initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) for the surface-initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) for the catalytic activity of the nitrophenol are grafted on the surface of the silica nano-particle to obtain the trimethylamino ethyl methacrylate (PMETAI), In-situ reduction of the electrostatic adsorption of Pd Cl62-post-etching to remove the silica template, the Pd nano-particle composite polyelectrolyte hollow microsphere (air@PMETAI @ Pd) was successfully prepared. The prepared composite hollow microspheres were characterized by a thermogravimetric analyzer (TGA). The results show that the Pd nanoparticles are uniformly loaded on the polyelectrolyte microspheres with a diameter of about 1.5 to about 0.2 nm. The microspheres loaded with Pd nano-particles are used as a catalyst to be used for reducing the 4-nitrophenol reaction by sodium borohydride, thus showing good catalytic effect and good recycling property. In the third chapter, the preparation and catalytic properties of the loaded gold nanoparticle-shaped polyionic liquid hollow microspheres were studied by two-step SI-ATRP and reduction of HAuCl4 on the surface of the silica nano-particle by a step-by-step grafting of a polyionic liquid (PMIMC) network shell layer, a temperature-responsive polymer brush (PPMAEMA) and Au nanoparticles. An intelligent hollow composite material (air@PMIMC-PDMAEMA-Au) is prepared. The prepared polyionic liquid hollow microspheres were characterized by TEM, FTIR, EDX, XRD, XPS and TGA. The results show that the Au nanoparticles are uniformly loaded on the PMIMC-PDMAEMA shell, with a diameter of about 1.5 to about 0.2 nm. The catalytic performance of the hollow microspheres was prepared by the reduction of 4-nitrophenol by sodium borohydride. We found that the PMIMC shell layer and the PDMAEMA brush have a very high catalytic performance and stability in the catalytic reduction of 4-nitrophenol by this cross-linking structure. In addition, we have also found that the catalytic activity of the 4-nitrophenol reduced by the hollow microsphere has a temperature control property. In the fourth chapter, the preparation and catalytic properties of the gold-bearing polymer-brush composite microspheres were studied by means of SI-ATRP on the surface of the silica nano-particles, and the HAuCl4 in the PNIPAM brush was reduced, and the Au-containing polymer-brush composite microspheres (Si-O2@PNIPAM-Au NPs) were successfully prepared. The prepared polymer brush microspheres were characterized by TEM, FTIR and EDX. The results show that the loading of Au nanoparticles on the polymer brush microspheres is low, the particle size is large, and the distribution is not uniform. The Au-containing polymer-brush composite microsphere is used as a catalyst to be used for reducing the 4-nitrophenol reaction by sodium borohydride, and the catalytic effect is less than that of the Au nano-particle composite hair-shaped polyionic liquid hollow microsphere (air@PMIMC-PDMAEMA-Au) and the Pd nano-particle composite polyelectrolyte hollow microsphere (air@PMETAI @ Pd).
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O643.36;TB383.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈玉西;范青明;刘迎新;严巍;;离子液体稳定的金属纳米粒子制备及其催化作用研究进展[J];化工技术与开发;2008年02期

2 魏建红,官建国,袁润章;金属纳米粒子的制备与应用[J];武汉理工大学学报;2001年03期

3 李宇农,何建军,龙小兵;金属纳米粒子研究进展[J];稀有金属与硬质合金;2003年04期

4 耀星;韩国开发出大量生产金属纳米粒子的新技术[J];粉末冶金工业;2005年03期

5 杨强;王立;向卫东;王驰亮;周峻峰;;金属纳米粒子/聚合物体系的稳定性及其机理[J];化学进展;2006年Z1期

6 焦洋;孙晓泉;王志荣;邹继伟;王峰;唐坤;余大斌;;贵金属纳米粒子及其复合物的非线性光学性能和应用研究进展[J];材料导报;2006年S1期

7 李昌峰;杜丹丹;洪昕;边琰;张国雄;;金属纳米粒子膜制备技术和方法研究[J];医疗卫生装备;2007年04期

8 黄鹏;付永启;杜惊雷;周崇喜;罗先刚;;十字星形金属纳米粒子的消光性质[J];光散射学报;2009年03期

9 ;金属纳米粒子在电子传递中的作用[J];技术与市场;2012年08期

10 牛睿祺;张军;;离子液体在制备金属纳米粒子中的应用[J];广州化工;2012年16期

相关会议论文 前10条

1 方萍萍;林晓东;段赛;李剑锋;吴德印;任斌;田中群;;金核钯壳铂岛三金属纳米粒子的合成及电催化研究[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年

2 许并社;贾虎生;市野赖英喜;;电子束辐照引起的金属纳米粒子的迁移和接合[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年

3 舒国伟;陈合;吕嘉枥;;微生物合成金属纳米粒子研究进展[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(6)[C];2007年

4 王翔;杨志林;任斌;田中群;;表面等离子体激元介导金属纳米粒子的长程电磁场耦合[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年

5 邓意达;;空心结构金属纳米粒子的制备及其形态结构控制[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

6 刘航宇;董琳琳;何玲;陶国宏;;介孔结构硅氧化物保护的钌金属纳米粒子的制备[A];中国化学会第28届学术年会第1分会场摘要集[C];2012年

7 姜丹;唐彬;郭洪云;徐蔚青;徐抒平;;贵金属纳米粒子的晶面选择性刻蚀及其传感应用[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会:表面界面与纳米结构材料[C];2013年

8 戴兢陶;王新红;孙玉凤;;憎水性三金属纳米粒子的合成、表征及磁性[A];中国化学会第27届学术年会第13分会场摘要集[C];2010年

9 张瑛洧;;基于植物多酚—单宁酸诱导的贵金属纳米粒子/石墨烯复合材料的绿色可控合成及其应用研究[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会:表面界面与纳米结构材料[C];2013年

10 齐伟;李昊龙;吴立新;;表面修饰的多酸超分子复合物/二氧化硅光致变色薄膜及金属纳米粒子的原位制备[A];中国化学会第26届学术年会超分子组装与软物质材料分会场论文集[C];2008年

相关博士学位论文 前10条

1 任芳芳;金属纳米粒子/石墨烯复合催化剂的组装及其在电催化方面的应用[D];苏州大学;2015年

2 刘淑霞;薄膜及其它固相介质中金属纳米粒子的原位合成及性能研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年

3 熊斌;金属纳米粒子在生物成像与生物医学上的应用[D];湖南大学;2013年

4 邹志宇;贵金属纳米粒子复合玻璃的制备及光电性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

5 周民;贵金属纳米粒子的可控合成与表征[D];山东大学;2006年

6 杨志林;金属纳米粒子的光学性质及过渡金属表面增强拉曼散射的电磁场机理研究[D];厦门大学;2006年

7 马会利;分子与惰性金属纳米粒子光学性质的理论研究[D];中国科学技术大学;2014年

8 张明曦;人工构建类生物体系可控合成金属纳米粒子[D];武汉大学;2010年

9 杨秉杰;金属纳米粒子有序结构的构筑及应用研究[D];吉林大学;2010年

10 鲍洪亮;双金属纳米粒子X射线吸收精细结构谱研究[D];中国科学院研究生院(上海应用物理研究所);2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 杨天溪;磁优化的表面增强拉曼光谱及其在痕量分析中的应用[D];上海师范大学;2015年

2 胡静逸;离子液体中乙炔氢氯化反应的研究[D];浙江大学;2015年

3 刘哲;金属纳米粒子/巯基化石墨烯复合材料在儿茶酚胺分析应用[D];曲阜师范大学;2015年

4 彭杨;多孔金属纳米粒子的制备及电化学应用[D];苏州大学;2015年

5 尧超平;表面增强拉曼散射基底的研发及其在食品安全中的应用[D];电子科技大学;2014年

6 刘志荣;基于对硝基苯酚还原反应的贵金属纳米粒子类催化材料研究[D];西北师范大学;2015年

7 黄彩凤;混合金属纳米粒子的表面增强拉曼光谱[D];苏州大学;2010年

8 刘娟意;复合金属纳米粒子的局域表面等离子体共振传感特性研究[D];西南交通大学;2010年

9 郑南;以水溶性聚酰胺酸盐为载体制备金属纳米粒子[D];北京化工大学;2009年

10 李儒;碳包覆金属纳米粒子的制备、性能及应用研究[D];武汉工程大学;2009年



本文编号:2491439

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2491439.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户7574e***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com