本文關(guān)鍵詞：聚多巴胺基納米復(fù)合材料的制備及其在催化領(lǐng)域的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 聚多巴胺 金屬納米粒子 四氧化三鐵納米粒子 內(nèi)嵌 催化劑 模擬酶催化

【摘要】：本論文基于聚多巴胺材料的特性和優(yōu)點(diǎn),探究了聚多巴胺基納米復(fù)合材料的合成原理、合成方法、結(jié)構(gòu)組成及其在催化領(lǐng)域的應(yīng)用。最近,由于環(huán)境污染日益嚴(yán)重,探索出新型高效的催化劑對(duì)于污染物的處理有很大幫助。我們知道,納米粒子如金屬和四氧化三鐵納米粒子具有小粒徑、比表面積大的特點(diǎn),能夠作為催化劑參與許多化學(xué)反應(yīng),用于許多污染物的處理。但由于在使用過程中易于團(tuán)聚,很大程度上限制了它們的應(yīng)用。因此選取一種基體材料固定金屬或四氧化三鐵納米粒子具有重要的意義。聚多巴胺材料由于其獨(dú)特的粘附性、分散性和化學(xué)活性使其在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,并受到越來越多人的關(guān)注。本論文利用基于模板共價(jià)自組裝的方法制備出中空內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)的金-聚多巴胺和四氧化三鐵-聚多巴胺復(fù)合微球,并對(duì)這些微球的微觀形貌、結(jié)構(gòu)組成和催化性能等方面做了詳細(xì)的探究。具體研究的內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)首先以聚苯乙烯(PS)微球?yàn)槟０?將多巴胺單體、聚苯乙烯微球在金溶膠中劇烈攪拌,多巴胺通過聚合-交聯(lián)反應(yīng)形成PS/Au-PDA復(fù)合微球,然后使用THF洗去PS核,制備了中空Au-PDA復(fù)合微球。(2)利用聚苯乙烯微球?yàn)槟０?將多巴胺單體、聚苯乙烯微球在四氧化三鐵納米微粒的分散懸浮液中劇烈機(jī)械攪拌,多巴胺通過聚合-交聯(lián)反應(yīng)形成PS/Fe_3O_4-PDA復(fù)合微球,然后用THF為溶劑洗去PS核,合成了中空Fe_3O_4-PDA復(fù)合微球。(3)對(duì)所制備的中空Au-PDA復(fù)合微球和中空Fe_3O_4-PDA復(fù)合微球進(jìn)行了形貌、結(jié)構(gòu)和性能的表征,具體表征手段有:掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紅外光譜(FT-IR)、紫外-可見光譜(UV-Vis)、熱重分析(TGA)、磁性能表征。詳細(xì)闡述了微球的結(jié)構(gòu)和性能。(4)對(duì)所制備的中空Au-PDA復(fù)合微球和中空Fe_3O_4-PDA復(fù)合微球分別進(jìn)行了催化還原亞甲基藍(lán)和模擬酶催化實(shí)驗(yàn)的研究。通過改變濃度研究了其在不同濃度下催化過程的紫外光譜和對(duì)應(yīng)的速率圖。為研究其循環(huán)使用能力,分別對(duì)其進(jìn)行了循環(huán)催化的測(cè)試。作為對(duì)比,我們也合成了表面負(fù)載型的PDA/Au復(fù)合微球和PDA/Fe_3O_4復(fù)合微球。結(jié)果顯示中空內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)的復(fù)合微球在催化過程中顯示了很好的催化活性和更高的循環(huán)使用性,可以作為一種良好的催化劑進(jìn)行環(huán)境污染的處理。
【關(guān)鍵詞】：聚多巴胺 金屬納米粒子 四氧化三鐵納米粒子 內(nèi)嵌 催化劑 模擬酶催化
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 課題研究背景、內(nèi)容及意義11-34
• 1.1 聚多巴胺材料11-17
• 1.1.1 聚多巴胺材料的性質(zhì)11-13
• 1.1.2 聚多巴胺材料的制備13-15
• 1.1.3 聚多巴胺材料的功能化15-17
• 1.1.3.1 聚多巴胺直接改性基體表面15
• 1.1.3.2 表面固定功能性分子15-16
• 1.1.3.3 表面沉積金屬和金屬氧化物16-17
• 1.2 金屬納米粒子17-20
• 1.2.1 金屬納米粒子的概念和種類17
• 1.2.2 金屬納米粒子的性質(zhì)17-19
• 1.2.2.1 量子尺寸效應(yīng)17-18
• 1.2.2.2 表面效應(yīng)18
• 1.2.2.3 體積效應(yīng)18
• 1.2.2.4 物理和化學(xué)性質(zhì)18-19
• 1.2.3 金屬納米粒子的制備方法19-20
• 1.2.3.1 噴霧法19
• 1.2.3.2 濺射法19
• 1.2.3.3 熱、光化學(xué)還原法19-20
• 1.2.3.4 化學(xué)還原法20
• 1.2.4 金屬納米粒子的應(yīng)用20
• 1.3 四氧化三鐵納米粒子20-22
• 1.3.1 四氧化三鐵納米粒子的概念及性質(zhì)20-21
• 1.3.2 四氧化三鐵納米粒子的制備方法21-22
• 1.3.3 四氧化三鐵納米粒子的應(yīng)用22
• 1.4 聚合物/金屬納米粒子復(fù)合材料22-27
• 1.4.1 聚合物/金屬納米粒子復(fù)合材料制備23-25
• 1.4.2 聚合物/金屬納米粒子復(fù)合材料在催化領(lǐng)域的應(yīng)用25-27
• 1.5 聚合物/四氧化三鐵納米粒子復(fù)合材料27-32
• 1.5.1 聚合物/四氧化三鐵納米粒子復(fù)合材料的制備28-30
• 1.5.2 聚合物/四氧化三鐵納米粒子復(fù)合材料在催化領(lǐng)域的應(yīng)用30-32
• 1.6 課題研究?jī)?nèi)容及意義32-34
• 第二章 中空內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)的金-聚多巴胺復(fù)合材料的制備及其催化還原亞甲基藍(lán)的應(yīng)用34-47
• 2.1 引言34
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器34-35
• 2.3 實(shí)驗(yàn)過程35-37
• 2.3.1 聚多巴胺微球的制備35-36
• 2.3.2 表面負(fù)載型的聚多巴胺/金（PDA/Au）復(fù)合微球的制備36
• 2.3.3 中空內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)的金-聚多巴胺（Au-PDA）復(fù)合微球的制備36
• 2.3.4 樣品的表征36-37
• 2.3.5 催化性能的研究37
• 2.4 結(jié)果與討論37-46
• 2.4.1 不同微球的形貌分析38-41
• 2.4.2 復(fù)合微球的結(jié)構(gòu)和組成分析41-44
• 2.4.3 復(fù)合微球催化還原亞甲基藍(lán)的研究44-46
• 2.5 本章小結(jié)46-47
• 第三章 中空內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)的四氧化三鐵-聚多巴胺復(fù)合材料的制備及其模擬酶催化的應(yīng)用47-62
• 3.1 引言47
• 3.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器47-48
• 3.3 實(shí)驗(yàn)過程48-51
• 3.3.1 四氧化三鐵納米粒子的制備48-49
• 3.3.2 表面負(fù)載型的聚多巴胺/四氧化三鐵（PDA/Fe_3O_4）復(fù)合微球的制備49
• 3.3.3 中空內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)的四氧化三鐵-聚多巴胺（Fe_3O_4-PDA）復(fù)合微球的制備49-50
• 3.3.4 樣品的表征50
• 3.3.5 模擬酶催化的研究50-51
• 3.4 結(jié)果與討論51-60
• 3.4.1 不同微球的形貌分析52-55
• 3.4.2 復(fù)合微球的組成和性能分析55-58
• 3.4.3 復(fù)合微球模擬酶催化性能的研究58-60
• 3.5 本章小結(jié)60-62
• 第四章 結(jié)果與展望62-64
• 4.1 主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果62-63
• 4.2 研究展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 致謝70-71
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷及碩士期間發(fā)表論文與科研成果71

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