磁性yolk-shell/core-shell结构纳米复合材料的可控制备及催化性能研究

发布时间：2021-05-18 18:11

　　多功能化和微结构化新型纳米复合材料的研发是当前催化科学领域的研究热点。具有多级结构的磁性纳米复合催化材料兼具纳米催化材料的高催化活性和磁性纳米粒子独特的磁性回收功能,其多功能集成组装和表面功能化是提升材料性能的关键技术。本论文致力于设计与构筑具有超顺磁性的yolk-shell/core-shell结构纳米复合催化材料,通过在磁性纳米粒子表面负载贵金属纳米催化材料、包覆TiO2光催化材料和金属有机骨架催化材料,引入催化活性组分并自组装形成独特的yolk-shell/core-shell结构,实现新型多级结构磁性纳米复合催化材料的可控设计及功能组装。基于复合催化材料活性组分的催化性能,探索了催化剂在硝基类还原反应、光催化降解反应、醇类和烯烃类有氧氧化反应等不同催化反应体系中的催化效率。本论文的研究包括三类不同结构和组成的磁性yolk-shell/core-shell结构纳米复合催化材料的设计制备及其催化性能研究,主要结论为：（1）以具有独特双层空腔yolk-shell结构海胆状Fe3O4/TiO2微球为载体高效负载贵金属金纳米粒子,制备得到yolk-shell双层空腔结构海胆状Fe3O4/... 

【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 绪论
    2.1 纳米复合材料
        2.1.1 纳米复合材料概述
        2.1.2 Yolk-shell/core-shell结构纳米复合材料
        2.1.3 磁性纳米复合材料
    2.2 磁性yolk-shell/core-shell结构纳米复合催化材料研究进展
        2.2.1 贵金属复合材料研究进展
        2.2.2 TiO_2复合材料研究进展
        2.2.3 纳米金属有机骨架复合材料研究进展
    2.3 论文的选题意义及研究内容
        2.3.1 选题意义
        2.3.2 研究内容
3 Yolk-shell双层空腔结构海胆状Fe_3O_4/TiO_2/Au纳米复合材料的制备及其催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及仪器
        3.2.2 Yolk-shell双层空腔结构海胆状Fe_3O_4/TiO_2微球的制备
        3.2.3 Yolk-shell双层空腔结构海胆状Fe_3O_4/TiO_2/Au微球的制备
        3.2.4 催化4-硝基苯酚还原反应
        3.2.5 样品表征与性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Yolk-shell双层空腔结构海胆状Fe_3O_4/TiO_2/Au微球的制备
        3.3.2 Fe_3O_4/TiO_2/Au复合微球催化4-硝基苯酚还原反应
    3.4 本章小结
4 Yolk-shell结构Fe_3O_4(PAA)-Au@TiO_2纳米复合材料的制备及其催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料及仪器
        4.2.2 核壳结构Fe_3O_4(PAA)@C-Au微球的制备
        4.2.3 一步水热法制备core-shell结构Fe_3O_4(PAA)@C-Au微球
        4.2.4 Yolk-shell结构Fe304(PAA)-Au@TiO_2微球的制备
        4.2.5 光催化降解罗丹明B
        4.2.6 样品表征与性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Core-shell结构Fe_3O_4(PAA)@C-Au复合微球的制备
        4.3.2 一步法制备core-shell结构Fe_3O_4(PAA)@C-Au复合微球
        4.3.3 Yolk-shell结构Fe_3O_4(PAA)-Au@TiO_2复合微球的制备
        4.3.4 Fe_3O_4(PAA)-Au@TiO_2微球的催化性能表征
    4.4 本章小结
5 超顺磁性core-shell结构Fe_3O_4@Cu_3(btc)_2纳米复合材料的制备及其催化醇和烯烃的有氧氧化反应的性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料及仪器
        5.2.2 Core-shell结构Fe_3O_4@Cu_3(btc)_2纳米复合材料的制备
        5.2.3 催化醇类底物有氧氧化反应
        5.2.4 流失实验和循环实验
        5.2.5 催化烯烃环氧化反应
        5.2.6 样品表征与性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Core-shell结构Fe_3O_4@Cu_3(btc)_2微球的制备
        5.3.2 Fe_3O_4@Cu_3(btc)_2微球催化苯甲醇有氧氧化反应的性能研究
        5.3.3 Fe_3O_4@Cu_3(btc)_2微球催化不同醇类底物的性能研究
        5.3.4 流失实验和循环实验
        5.3.5 Fe_3O_4@Cu_3(btc)_2微球催化烯烃环氧化反应的性能研究
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
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[2]纳米材料的自组装研究进展[J]. 刘欢,翟锦,江雷.  无机化学学报. 2006(04)
[3]一维纳米材料的制备、性质及应用[J]. 孙大可,曹立新,常素玲.  稀有金属. 2006(01)
[4]模板法制备介孔材料的研究进展[J]. 刘超,成国祥.  离子交换与吸附. 2003(04)
[5]喷雾干燥法制备LiCoO2超细粉[J]. 李阳兴,姜长印,万春荣,朱永.  无机材料学报. 1999(04)
[6]纳米团簇的超分子自组装[J]. 李彦,施祖进,周锡煌,顾镇南.  化学进展. 1999(02)
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本文编号：3194257