【摘要】：中空結(jié)構(gòu)和小尺寸組成單元有利于提高貴金屬納米結(jié)構(gòu)利用率和催化性能的有效方法。中空多孔貴金屬納米結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征包括大的比表面積、內(nèi)部聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)、豐富的原子缺陷、傳質(zhì)速率快和較弱的Ostwald熟化,因此,中空多孔貴金屬納米結(jié)構(gòu)在多相催化中有著廣泛的應(yīng)用。與常規(guī)納米材料相比,中空多孔貴金屬納米結(jié)構(gòu)的催化性能、耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性均有顯著的提高。目前,制備中空貴金屬材料的方法主要有硬模板合成、軟模板合成和自模板合成法。在這三種方法中,硬模板方法由于硬模板材料的多樣性和廣泛性應(yīng)用最廣泛。有鑒于此,我們以硬模板法為基礎(chǔ),結(jié)合伽伐尼還原、模板自溶出等技術(shù),高效制備了中空鈀銅合金納米球、中空鉑銀合金納米氣球束、中空鉑銠銅合金納米立方體這三種貴金屬材料,并對(duì)其催化應(yīng)用進(jìn)行了探究。主要研究如下:1.中空多孔鈀銅合金納米球(PdCu HPANSs)催化重鉻酸鉀還原。我們采用簡(jiǎn)單溫和的化學(xué)還原法,在聚乙烯亞胺(PEI)存在的條件下,成功合成中空多孔PdCu HPANSs。合成過程中,PEI在氧化亞銅(Cu20)模板的形成和隨后Cu2O模板在溫和條件下的移除過程中起著關(guān)鍵的作用。當(dāng)進(jìn)行CrVI還原的實(shí)驗(yàn)時(shí),合成的PdCu HPANSs與商業(yè)化Pd黑相比有著顯著提高的催化性能。PdCu HPANSs高的催化活性起源于其對(duì)甲酸高效的催化產(chǎn)氫性能。連續(xù)5次的催化測(cè)試顯示,PdCu HPANSs有著良好的催化穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PdCu HPANSs在水污染治理、化學(xué)產(chǎn)氫等領(lǐng)域均有潛在的應(yīng)用前景。2.中空鉑銀合金納米氣球束(PtAg ANBNSs)電催化甲酸鹽氧化。我們使用氯亞鉑酸鉀作為原料,三維銀納米花作為模板,通過伽伐尼還原法,成功制備了中空PtAg ANBNSs。基于幾何效應(yīng)和電子效應(yīng)的共同作用,相比于商業(yè)化Pt黑,PtAg ANBNSs對(duì)甲酸鹽氧化反應(yīng)顯示19.3倍的電催化活性增強(qiáng)。優(yōu)先的脫氫反應(yīng)途徑,少的一氧化碳中間體的生成和獨(dú)特的三維分枝結(jié)構(gòu),導(dǎo)致ANBNSs擁有更好的電催化穩(wěn)定性。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,PtAgANBNSs可替代商業(yè)化Pt納米粒子,應(yīng)用于堿性甲酸鹽電氧化。3.中空鉑銠銅合金納米立方體(PtRhCu CNBs)電催化乙醇氧化。我們使用氯亞鉑酸鉀、氯化銠作為原料,氧化亞銅為硬模板,通過伽伐尼還原法,成功制備了中空PtRhCu CNBs。此方法可通過簡(jiǎn)單的控制鉑和銠的原料比和貴金屬總量來調(diào)控三元合金CNBs的成分和殼層厚度。重要地,此方法也適用于其它中空三元金屬納米立方的制備�；趲缀涡�(yīng)與合金效應(yīng),組分優(yōu)化的PtRhCu CNBs在乙醇電催化氧化的應(yīng)用中展現(xiàn)了超高的催化活性和穩(wěn)定性。
【圖文】：

維度納米材料，（Ａ）零維量子點(diǎn)［３］；邋（Ｂ）—維納米線［４］；邋（Ｃ）二維納米片［５］米二十面體％逡逑ｅｒｅｎｔ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｍａｔｅｒｉａｌｓ，邋（Ａ）邋ｚｅｒｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｑｕａｎｔｕｍ邋ｄｏｔｓ［３］，邋（Ｂ）邋ｏｎｅｌｉｎｅ［４］，邋（Ｃ）邋ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓｔ５］，邋ａｎｄ邋（Ｄ）邋ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｉｃｏｓａｈ屬納米材料的特性逡逑屬被合成或加工到納米尺度時(shí)，其在光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、理性質(zhì)也相應(yīng)發(fā)生很大的變化。同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一些新奇量子尺寸效應(yīng)、特殊界面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。逡逑效應(yīng)逡逑納米材料為例，隨著顆粒尺寸變小，其比表面積（表面積與大，即表面原子所占的比例顯著增加。超小納米晶體與宏小于１０邋ｎｍ時(shí)，在電子顯微鏡的電子束照射下，表面原子狀態(tài)，該納米顆粒的表面具有很高的活性，甚至某些金屬氧化而燃燒。利用該表面活性，金屬納米粒子有望成為新

ｍｍｍ：逡逑＾邋ｄｉ＇＾２逡逑圖１－２不同維度納米材料，（Ａ）零維量子點(diǎn)［３］；邋（Ｂ）—維納米線［４］；邋（Ｃ）二維納米片［５］；邋（Ｄ）三維納逡逑米二十面體％逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｍａｔｅｒｉａｌｓ，邋（Ａ）邋ｚｅｒｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｑｕａｎｔｕｍ邋ｄｏｔｓ［３］，邋（Ｂ）邋ｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ逡逑ｗｉｅｎｅｒ邋ｌｉｎｅ［４］，邋（Ｃ）邋ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓｔ５］，邋ａｎｄ邋（Ｄ）邋ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ邋ｉｃｏｓａｈｅｄｒｏｎｔ６ｌ逡逑１．１．２貴金屬納米材料的特性逡逑當(dāng)貴金屬被合成或加工到納米尺度時(shí)，，其在光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、磁學(xué)和電學(xué)逡逑等方面的物理性質(zhì)也相應(yīng)發(fā)生很大的變化。同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一些新奇的效應(yīng)，如逡逑表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、特殊界面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。逡逑（１）
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O643.36;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 ;Advanced functional nanomaterials with microemulsion phase[J];Science China(Technological Sciences);2012年02期

本文編號(hào)：2609412