基于嵌段共聚物膠束構(gòu)筑銀-二氧化鈦納米粒子及其表征.pdf

1、二氧化鈦（TiO2）納米材料具有無(wú)毒、價(jià)格低廉、易合成等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、催化劑載體等方面，特別是在光催化方面得到重要應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外研究人員進(jìn)行了大量的摻雜實(shí)驗(yàn)，其中貴金屬納米粒子摻雜可以增大納米粒子的表面積，能夠有效的改善 TiO2納米材料的催化性能。本文研究了利用嵌段共聚物自組裝技術(shù)，合成具有核殼結(jié)構(gòu)的銀納米粒子（Ag NPs）和具有中空結(jié)構(gòu)的銀金納米粒子（AgAu NPs）的制備方法。結(jié)合溶膠凝膠法，制備了具有高催化性能

2、的銀-二氧化鈦（Ag-TiO2）納米粒子及銀金-二氧化鈦（AgAu-TiO2）納米粒子。
　　首先，分別利用嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚乙烯基吡啶（PS-b-P2VP）與硝酸銀(AgNO3)在四氫呋喃中發(fā)生自組裝。及聚乙烯基吡啶-b-聚氧化乙烯（P2VP-b-PEO）與硝酸銀(AgNO3)在四氫呋喃/N,N-二甲基甲酰胺溶劑中發(fā)生自組裝。實(shí)驗(yàn)選擇利用紫外燈照射還原的方法制備出 Ag NPs，在紫外光照射條件下銀離子發(fā)生還原反應(yīng)生成

3、Ag NPs，且形態(tài)為核殼結(jié)構(gòu)。反應(yīng)過(guò)程無(wú)需高溫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，嵌段共聚物和AgNO3的質(zhì)量比，是 Ag NPs的尺寸發(fā)生改變的主要影響因素。
　　其次，利用嵌段共聚物自組裝，結(jié)合溶膠凝膠法制備 Ag-TiO2納米粒子，通過(guò)控制溶膠凝膠的滴加量，調(diào)控 Ag-TiO2納米粒子的尺寸及外殼厚度。對(duì)制備的Ag-TiO2復(fù)合納米粒子進(jìn)行了催化性能的研究實(shí)驗(yàn)。通過(guò)在紫外燈照射下利用制備的樣品降解亞甲基藍(lán)溶液實(shí)驗(yàn)，研究了 Ag-TiO2納米粒

4、子的光催化效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，每組實(shí)驗(yàn)中當(dāng)加入溶膠凝膠含量為5％SG時(shí)，Ag-TiO2納米粒子的光催化效果最好。
　　在完成 Ag-TiO2納米粒子制備方法研究的基礎(chǔ)上，研究了雙金屬納米粒子的制備方法。以制備的具有核殼結(jié)構(gòu)的銀納米粒子作為犧牲模板，因?yàn)?Ag+/Ag的標(biāo)準(zhǔn)還原電勢(shì)（0.80Vvs）低于 AuCl4-/Au的標(biāo)準(zhǔn)還原電勢(shì)（0.99Vvs標(biāo)準(zhǔn)氫電極），可以利用金銀間簡(jiǎn)單的電子置換反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中當(dāng) HAuCl4

5、溶液與制備好的Ag NPs的溶液混合時(shí)，AuCl4-發(fā)生氧化反應(yīng)，部分 Ag原子會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)生成銀離子。最終成功制備出 AgAu雙金屬?gòu)?fù)合復(fù)合納米粒子。通過(guò)改變金和銀（Au:Ag）的比例，可以改變合金粒子的組分及結(jié)構(gòu)，當(dāng) Au:Ag為0.2時(shí)，制備出具有中空結(jié)構(gòu)的AgAu雙金屬納米粒子。結(jié)合溶膠凝膠法，成功制備出 AgAu-TiO2復(fù)合納米粒子。Ag-TiO2及 AgAu-TiO2納米粒子的外貌形態(tài)可以通過(guò)透射電鏡及高分辨透射電鏡觀察