仿生自修复纳米复合水凝胶的制备及光催化性能研究

发布时间：2023-01-12 15:12

　　随着不可再生能源的开发和使用,人们面临资源短缺的现状,寻找新能源迫在眉睫,使用太阳能制取氢气是产生可再生新能源的有效途径之一。我们了解到在纳米限域的空间中,物质的物理化学性质会与在宏观的体相中存在差异,当水被限制在纳米限域的空间中时,水分子的热运动受到约束,蒸发焓会降低,迁移速度有所增加,粘度也会增大,这些性质对光催化产氢有促进的作用,所以我们将―限域‖与―催化‖联系起来,设计了在限域空间中进行的光催化制取氢气的反应。纳米复合水凝胶是一种高含水量的软材料,具有光催化反应所需要的条件,可以用来作为反应载体。本论文中我们分两部分设计了限域光催化的材料,第一部分是将铂纳米颗粒与N-异丙基丙烯酰胺复合得到纳米复合水凝胶,并且探究了该纳米复合水凝胶的的机械性能和仿生的自修复性能,寻找出了孔洞结构均匀致密的最佳配比的水凝胶。第二部分我们是利用第一部分合成的纳米复合水凝胶作为光催化反应的载体,通过探究设计出高效率的限域光催化反应的材料。具体研究内容如下:1、使用含有硫原子和碳碳双键的功能修饰体N,N-双（丙烯酰）胱胺修饰铂纳米颗粒作为交联剂,将功能化的铂纳米颗粒和单体N-异丙基丙烯酰胺在过二硫酸钾的... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 水凝胶简介
        1.2.1 水凝胶的分类
        1.2.2 水凝胶的制备方法
        1.2.3 水凝胶的溶胀性能
    1.3 功能化水凝胶
        1.3.1 自修复水凝胶
        1.3.2 具有催化性能的水凝胶
    1.4 光催化分解水产氢反应
        1.4.1 光催化分解水产氢反应原理
        1.4.2 光催化分解水产氢反应过程优化
    1.5 限域催化
        1.5.1 限域催化反应
        1.5.2 限域水的性质
    1.6 本论文的研究意义及主要工作内容
第二章 实验药品与仪器
    2.1 实验药品
    2.2 实验仪器
    2.3 材料表征主要设备
第三章 高强度、可快速自修复的仿生纳米复合水凝胶的制备
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 铂纳米颗粒溶液的制备
        3.2.2 铂纳米/聚异丙基丙烯酰胺纳米复合水凝胶的制备
        3.2.3 水凝胶的结构和性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 仿生纳米复合水凝胶的设计
        3.3.2 铂纳米颗粒/聚异丙基丙烯酰胺纳米复合水凝胶的结构和性能表征
    3.4 本章小结
第四章 高效限域光催化反应复合材料的设计及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 限域光催化反应复合材料的制备
        4.2.2 限域光催化反应复合材料性能的表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 限域光催化复合材料的设计
        4.3.2 限域光催化复合材料性能的表征
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]染料敏化可见光催化制氢研究进展[J]. 刘兴,李越湘,彭绍琴,赖华.  物理化学学报. 2015(04)



本文编号：3730063