本文關(guān)鍵詞：基于離子交聯(lián)型聚合物的金屬納米簇的制備及表征　出處：《湖北工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：作為一種新型的團(tuán)簇材料,金屬納米簇的小尺寸及獨(dú)特原子排布賦予其優(yōu)越的光、電、磁及催化性能。其劣勢(shì)在于制備困難,不易保存且在劇烈的反應(yīng)條件下很難形成尺寸小、分布均勻及穩(wěn)定的金屬納米簇。一種優(yōu)良的制備方法將極大推動(dòng)其在實(shí)際中的應(yīng)用。本論文首次于溫和的反應(yīng)條件下,以離子交聯(lián)型聚合物(簡(jiǎn)稱離聚物)為前驅(qū)體制備金屬納米簇并對(duì)其進(jìn)行表征。離聚物為在大分子鏈上含有少量(≤10 15 mol%)與非離子主鏈共價(jià)相連的離子側(cè)基、而這些離子基團(tuán)又部分或全部與反離子絡(luò)合形成鹽的一類聚合物。已有報(bào)道以離聚物為前驅(qū)體成功合成半導(dǎo)體量子點(diǎn),然而金屬納米簇的類似合成相對(duì)困難且實(shí)驗(yàn)過程不易掌控,尚未有學(xué)者研究以離聚物為前驅(qū)體制備金屬納米簇。離聚物中能夠形成離子富集的離子簇,為金屬納米簇的還原提供獨(dú)特的納米尺寸反應(yīng)室;其外圍密集包覆的聚合物鏈段能有效防止納米簇相互聚集。而如何在溫和條件下,還原出不易還原的金屬離子為本工作的最大難點(diǎn)。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)于黑暗、室溫及無強(qiáng)還原劑的條件下,以離聚物為前驅(qū)體于溶液中制得金屬納米簇,并借助透射電子顯微鏡、X射線衍射儀、熒光分光光度計(jì)、紫外可見光分光光度計(jì)及紅外光譜儀對(duì)金屬納米簇微觀形態(tài)、結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能進(jìn)行表征。測(cè)得所合成Ag0納米簇的直徑僅為約4.5 nm且具有優(yōu)異的光學(xué)性能,Pd0納米簇僅為約2.7 nm;兩者尺寸分布均較均勻。還原后的Ag0及Pd0納米簇(表面)均以橋聯(lián)的形式與甲基丙烯酸甲酯 甲基丙烯酸共聚物(MMA MAA)中的羧基氧原子配合,從而MMA MAA鏈段因化學(xué)作用有效地吸附于納米簇表面起到保護(hù)作用。(2)設(shè)置多個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)還原機(jī)理進(jìn)行探討。發(fā)現(xiàn)離聚物因其離子簇在溶液中發(fā)生分子內(nèi)的聚集,使其產(chǎn)生溶脹活化作用,配合甲醇的微弱還原作用,從而使還原反應(yīng)順利進(jìn)行,導(dǎo)致金屬納米簇產(chǎn)生。同時(shí),測(cè)得還原過程中簇及簇內(nèi)晶粒尺寸隨反應(yīng)時(shí)間基本不變,表明金屬納米簇未過分生長(zhǎng)且團(tuán)聚現(xiàn)象較弱。(3)由銀鹽及鈀鹽離聚物溶液中離子簇的結(jié)構(gòu)進(jìn)行外推。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn):于溶液中,離子簇為分子內(nèi)多聚體結(jié)構(gòu),其因聚合物鏈溶脹而活化。由離子簇內(nèi)部配位結(jié)構(gòu)及特性探討該方法對(duì)其它金屬納米簇的制備可行性,推測(cè):當(dāng)反離子為Au3+、Pt4+或Rh3+等過渡金屬離子時(shí),溶液還原反應(yīng)可以發(fā)生;而當(dāng)反離子為Cd2+、Ca2+或Zn2+等負(fù)標(biāo)準(zhǔn)電極勢(shì)離子時(shí),溶液還原反應(yīng)則難以發(fā)生。
[Abstract]:As a new type of cluster material, the small size and unique atomic arrangement of metal nanoclusters give them excellent optical, electrical, magnetic and catalytic properties. It is not easy to preserve and it is difficult to form a small size under severe reaction conditions. Metal nanoclusters with uniform and stable distribution. A good preparation method will greatly promote their application in practice. This paper is for the first time under mild reaction conditions. Metal nanoclusters were prepared and characterized using ion-crosslinked polymers (ionomers) as precursors. The ionomers contain a small amount (鈮，

本文編號(hào)：1407823