贵金属(Au/Pd)/SiO 2 异质结构纳米材料的制备与其光催化性能表征

发布时间：2024-05-25 12:51

　　具有等离子体共振性质的双金属纳米结构作为一种具有可见光吸收性质的光催化剂,在可见光的驱动下可以催化化学反应,因此在近几年的时间里受到了研究者的广泛关注。但是对于这类的双金属光催化剂,它们的稳定性和循环利用率对于发展可持续的绿色化学来说仍然是一个有待解决的问题。在本文的工作中,我们设计并制备了一种Au/Pd异质结(heterojunction)@m-SiO₂ yolk-shell的纳米结构,并将其用于光增强催化。其中Au纳米粒子作为可见光的吸收剂,而Pd纳米粒子作为一种重要的贵金属催化剂,能够很好的提高催化剂的催化活性。Au/Pd双金属纳米结构,一方面由于Au纳米粒子在可见光的照射下能够产生热电子,而在Au纳米粒子表面耦合上Pd纳米粒子,就能够使得Au纳米粒子产生的热电子快速的传导到Pd纳米粒子的表面,使得电子空穴分离,从而延长电子空穴的复合时间,增强催化剂的催化活性。另一方面,由于双金属间的协同效应,能够使得催化活性增强。而外面的SiO₂外壳作为一种最为常见纳米反应器能够很好的保护活性金属纳米粒子不发生团聚。将制备的催化剂应用到光增强催化的4...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 光催化概述
    1.2 表面等离子体光催化剂
        1.2.1 LSPR性质的相关概念
        1.2.2 LSPR性质的影响因素
            1.2.2.1 金属自身的本质属性
            1.2.2.2 纳米粒子的形貌
            1.2.2.3 纳米粒子的尺寸
            1.2.2.4 纳米粒子的周围环境
    1.3 表面等离子体光催化剂的类型
        1.3.1 金属/氧化物半导体光催化剂
        1.3.2 双金属光催化剂
    1.4 yolk shell纳米结构材料概述
        1.4.1 Yolk shell结构的制备方法
    1.5 本论文的研究目的和研究内容
第2章 实验方法
    2.1 实验试剂与实验仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 测试方法
        2.2.1 TEM表征
        2.2.2 紫外-可见吸收光谱表征
        2.2.3 XRD表征
        2.2.4 XPS表征
        2.2.5 氮气吸脱附等温线
        2.2.6 傅里叶红外变换光谱
        2.2.7 FDTD计算
第3章 Au/Pd heterojunction@SiO₂ yolk shell结构的制备
    3.1 引言
    3.2 样品的制备
        3.2.1 Au纳米粒子的制备
        3.2.2 Au@RF core shell材料的制备
        3.2.3 Au@RF@SiO₂ core shell材料的制备
        3.2.4 Au@SiO₂ yolk shell材料的制备
        3.2.5 Au/Pd heterojunction @SiO₂ yolk shell材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化材料的结构表征
第4章 催化材料在 4-NP的还原实验的探索与应用
    4.1 引言
    4.2 催化反应实验
        4.2.1 4-NP的还原
        4.2.2 搅拌速度对 4-NP的还原反应速率的影响
    4.3 结果与讨论
第5章 结论
本论文创新点
参考文献
作者简介及科研成果
致谢



本文编号：3982137