【摘要】：多功能復(fù)合材料除了具有與其組成有關(guān)的性質(zhì)外,還具有各組分之間協(xié)同效應(yīng)而產(chǎn)生的新功能。因此,本論文旨在利用簡單而有效的策略制備由Au、Pt等金屬納米粒子與金屬有機骨架化合物(Metal-Organic Frameworks,簡稱MOFs)或半導(dǎo)體材料等復(fù)合而形成的多組分復(fù)合結(jié)構(gòu)。探究其局域表面等離子體共振(Localized Surface Plasmon Resonance,簡稱LSPR)效應(yīng)增強復(fù)合材料的光催化性能和化學(xué)選擇性催化加氫性能。(1)利用分子輔助異相成核生長的方法,控制合成UiO-66(NH2)封裝Au納米粒子的單核核殼結(jié)構(gòu)(Au@UiO-66(NH2))。在制備過程中,引入HAc(和Ar)或者CO2,促進(jìn)UiO-66(NH2)在Au納米粒子表面的成核生長,抑制Au納米粒子在反應(yīng)中被刻蝕,從而有利于形成Au@UiO-66(NH2)復(fù)合結(jié)構(gòu)。以光催化醇氧化為模型反應(yīng),研究LSPR效應(yīng)增強MOFs材料光催化氧化醇的性能。在可見光照下Au@UiO-66(NH2)核殼結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出相對較高的光催化性能。該復(fù)合材料光催化氧化苯甲醇對苯甲醛的轉(zhuǎn)化率是UiO-66(NH2)的6倍左右。(2)通過甘氨酸輔助雙溶劑熱法,制備一系列金屬納米粒子/Ti02的復(fù)合材料,包括Au/TiO2、Ag/TiO2、Cu/TiO2和Pt/TiO2,用于光解水制氫反應(yīng)。實驗結(jié)果表明,Pt/TiO2在相同的條件下顯示了比其他復(fù)合材料更高的光催化性能。與紫外-可見光相比,Au/TiO2和Ag/TiO2在紫外光輔助下展現(xiàn)出更高的產(chǎn)氫效率。在紫外-可見光照射下,復(fù)合材料的光吸收主要源于TiO2在紫外區(qū)域的光躍遷和等離子體金屬在可見光區(qū)發(fā)生的LSPR效應(yīng),由瞬態(tài)吸收和光電流測試證實了兩者之間相反的電荷轉(zhuǎn)移,這種相反的電荷轉(zhuǎn)移可能增強或降低這些復(fù)合結(jié)構(gòu)的光催化性能。(3)利用NH2-MIL-125(Ti)作為模板,通過氨基酸輔助溶劑熱法,制備多孔空心鈦氧化物籠狀結(jié)構(gòu)(Porous Hollow Cages of Titanium Oxides,簡稱PCT),并將其作為載體負(fù)載Pt基納米粒子,片層狀的鈦氧化物充當(dāng)形貌腳手架的角色有利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。以α,β-不飽和醛的催化加氫為模型反應(yīng),對比各種催化劑催化加氫的實驗結(jié)果表明,Pt-Co/PCT復(fù)合材料對四種α,β-不飽和醛的催化加氫都表現(xiàn)出高轉(zhuǎn)化率和高選擇性。在0.1 MPaH2氣氛下,催化反應(yīng)溫度為80℃,反應(yīng)3h,肉桂醛的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98.5%,生成肉桂醇的選擇性為91%。通過調(diào)節(jié)Pt-Co合金的Pt和Co含量的配比,可以改變Pt-Co/PCT催化劑的催化加氫的選擇性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36;TB33
【圖文】：

邐分子輔助Ａｕ、Ｐｔ納米復(fù)合材料的構(gòu)筑及其催化性能研宄邐逡逑或者通過ＬＳＰＲ激發(fā)的熱電子轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中，以提氋激發(fā)態(tài)電子的密度，進(jìn)而逡逑提高光催化性能。另外，等離子體金屬納米粒子與無機半導(dǎo)體形成的肖特基勢壘，可以逡逑作為蓄電子池，促進(jìn)半導(dǎo)體中電子和空穴的分離。逡逑除此之外，在金屬納米粒子與無機半導(dǎo)體構(gòu)筑的復(fù)合材料中，半導(dǎo)體作為載體既可逡逑以提高金屬納米粒子的分散性，同時也能夠調(diào)節(jié)金屬納米粒子的電子結(jié)構(gòu)，從而改善金逡逑屬納米粒子在有機催化反應(yīng)中的催化活性和選擇性。逡逑’

是阻礙燃料電池商業(yè)化的重要的障礙之一。因此，尋找具有低成本效益的途徑來生產(chǎn)更逡逑高效的Ｐｔ基合金催化劑是可行的策略之一。李亞棟教授科研小組報道了利用一鍋法可逡逑控的合成了邋Ｐｔ－Ｃｕ合金空心納米晶體（圖１．４），通過循環(huán)伏安法（Ｃｙｃｌｉｃ邋Ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ，逡逑簡稱ＣＶ）測試其電催化氧化甲醇，Ｐｔ－Ｃｕ合金空心納米晶體表現(xiàn)出比商業(yè)鉑黑催化劑、逡逑Ｐｔ／Ｃ催化劑更高的催化活性［３（）］。逡逑Ａ邋ＰｔＮ＇１３邋Ｐｏｌｙｈｅｄｒａ邋Ｂ邋ＰｔＮｉ邋Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ邋Ｃ邋ＰｔｓＮｉ邋Ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ邋Ｄ邋ｗｒｔｈＮｐｔ＇－ｓｋｌｎ？Ｌ＾ａｃｅｓ逡逑＇．．邋，邋１邋－邋？邋／逡逑＂－－－邋．．邋…逡逑圖１．５從多面體到納米框架演化過程中的四個代表性階段的樣品的示意圖和透射電鏡逡逑照片［３１］逡逑Ｆｉｇ．邋１．５邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｓ邋ａｎｄ邋ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ邋ＴＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ｏｂｔａｉｎｅｄ邋ａｔ逡逑ｆｏｕｒ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ邋ｓｔａｇｅｓ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｆｒｏｍ邋ｐｏｌｙｈｅｄｒａ邋ｔｏ邋ｎａｎｏｆｒａｍｅｓ逡逑楊培東教授科研小組報道了利用Ｐｔ－Ｎｉ雙金屬納米材料結(jié)構(gòu)的演變，制備了一種具逡逑有可控的大小、結(jié)構(gòu)和組成的高活性和耐用性的電催化劑。在制備的過程中，ＰｔＮｉ３晶體逡逑聚合物作為起始材料

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬新福;郭清泉;馬海翔;陸瑤;郭秋蘭;;生物法制備各向異性貴金屬納米粒子的研究進(jìn)展[J];應(yīng)用化學(xué);2015年10期

2 李昌峰;杜丹丹;洪昕;邊琰;張國雄;;金屬納米粒子膜制備技術(shù)和方法研究[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2007年04期

3 耀星;韓國開發(fā)出大量生產(chǎn)金屬納米粒子的新技術(shù)[J];粉末冶金工業(yè);2005年03期

4 魏建紅,官建國,袁潤章;金屬納米粒子的制備與應(yīng)用[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2001年03期

5 黃運龍;汪竹青;汪德進(jìn);;基于貴金屬納米粒子比色檢測法在食品檢測中的應(yīng)用[J];廣東化工;2018年09期

6 ;新型貴金屬納米粒子組裝研究取得新進(jìn)展[J];黃金科學(xué)技術(shù);2016年03期

7 沈宇;雷衛(wèi)寧;錢海峰;張桂尚;;石墨烯基金屬納米粒子復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J];機械設(shè)計與制造工程;2015年08期

8 陶凱;王繼乾;夏道宏;徐海;呂建仁;山紅紅;;多肽在貴金屬納米粒子制備中的應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2012年07期

9 夏文健;孟令杰;劉麗;路慶華;;貴金屬納米粒子修飾碳納米管的研究[J];化學(xué)進(jìn)展;2010年12期

10 李維學(xué);崔永福;戴劍鋒;王青;;電弧法合成填充金屬納米粒子的碳納米管[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報;2007年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 方萍萍;林曉東;段賽;李劍鋒;吳德印;任斌;田中群;;金核鈀殼鉑島三金屬納米粒子的合成及電催化研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第10分會場摘要集[C];2010年

2 王翔;楊志林;任斌;田中群;;表面等離子體激元介導(dǎo)金屬納米粒子的長程電磁場耦合[A];第十六屆全國光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

3 楊蘇東;林少雄;田園;申承民;高鴻鈞;;石墨烯負(fù)載金屬納米粒子的制備及其電催化特性[A];中國真空學(xué)會2014學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2014年

4 舒國偉;陳合;呂嘉櫪;;微生物合成金屬納米粒子研究進(jìn)展[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（6）[C];2007年

5 唐智勇;;貴金屬納米粒子的電催化性質(zhì)研究[A];第十一屆全國電分析化學(xué)會議論文摘要（2）[C];2011年

6 謝超;許發(fā)功;黃香宜;任吉存;;單個金屬納米粒子計數(shù)方法及其均相生物分析中應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第03分會場摘要集[C];2010年

7 鄧意達(dá);;空心結(jié)構(gòu)金屬納米粒子的制備及其形態(tài)結(jié)構(gòu)控制[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

8 姜丹;唐彬;郭洪云;徐蔚青;徐抒平;;貴金屬納米粒子的晶面選擇性刻蝕及其傳感應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集-第1分會：表面界面與納米結(jié)構(gòu)材料[C];2013年

9 李子洋;鐘留彪;江林;;大面積二維復(fù)合型金屬納米粒子且具有可控表面等離子體共振性質(zhì)的模板[A];中國化學(xué)會第30屆學(xué)術(shù)年會摘要集-第三十六分會：納米材料合成與組裝[C];2016年

10 劉航宇;董琳琳;何玲;陶國宏;;介孔結(jié)構(gòu)硅氧化物保護(hù)的釕金屬納米粒子的制備[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第1分會場摘要集[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 通訊員 鐘晨洲 記者 吳苡婷;復(fù)旦新成果有望推動廉價制氫[N];上�？萍紙�;2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 顧知之;分子輔助Au、Pt納米復(fù)合材料的構(gòu)筑及其催化性能研究[D];大連理工大學(xué);2018年

2 劉盼盼;噴涂快速組裝金屬納米粒子涂層用于熒光檢測及織物功能性整理[D];東華大學(xué);2018年

3 鮑洪亮;雙金屬納米粒子X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所）;2014年

4 楊清彪;高分子微/納米纖維和金屬納米粒子/高分子復(fù)合纖維的制備與表征[D];吉林大學(xué);2004年

5 周民;貴金屬納米粒子的可控合成與表征[D];山東大學(xué);2006年

6 楊志林;金屬納米粒子的光學(xué)性質(zhì)及過渡金屬表面增強拉曼散射的電磁場機理研究[D];廈門大學(xué);2006年

7 郭吉兆;貴金屬納米粒子參與的化學(xué)發(fā)光[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

8 劉淑霞;薄膜及其它固相介質(zhì)中金屬納米粒子的原位合成及性能研究[D];中國科學(xué)院研究生院（理化技術(shù)研究所）;2007年

9 田春貴;核殼結(jié)構(gòu)的貴金屬復(fù)合納米材料的合成、表征及光學(xué)性質(zhì)研究[D];東北師范大學(xué);2007年

10 徐淼;表面活性劑/多金屬氧簇靜電復(fù)合薄膜[D];吉林大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 彭勝;基于貴金屬納米粒子LSPR的光學(xué)傳感特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

2 張艷;成年法定監(jiān)護(hù)制度程序保障的研究[D];華東政法大學(xué);2018年

3 邵洪洋;磁控濺射制備碳包覆金屬納米粒子及氧還原反應(yīng)催化和摩擦性能研究[D];吉林大學(xué);2018年

4 刁琪;具有高度催化活性的金屬納米粒子/聚合物復(fù)合體系的界面組裝[D];山東大學(xué);2018年

5 任修穎;金屬有機骨架限域制備小尺寸金屬納米粒子及其催化性能研究[D];東北師范大學(xué);2018年

6 李子洋;聚合物輔助多元化金屬納米粒子結(jié)構(gòu)的制備及其應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2017年

7 黃晶;具有表面等離激元性質(zhì)的貴金屬納米粒子的多元化可控組裝與理論研究[D];蘇州大學(xué);2017年

8 康小林;新型貴金屬納米粒子的制備及其在表面增強拉曼和催化方向上的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2017年

9 趙浩陽;基于金屬有機骨架的碳材料的合成及性質(zhì)研究[D];長春理工大學(xué);2018年

10 邵衛(wèi)晶;金等離子體納米結(jié)構(gòu)的制備及其在聚合物太陽能電池的運用[D];蘇州大學(xué);2018年

本文編號：2718223