不同粒徑及形貌納米金的制備與催化性能研究.pdf

1、在過去的很長時(shí)間內(nèi)，具有較好產(chǎn)率與單分散性的形貌可控的納米金、銀已經(jīng)有了驚人的發(fā)展。粒徑為納米級的金粒子具有很多特殊的性質(zhì)，形貌及粒徑對其性質(zhì)具有很大的影響。
　　本文首先探究了常用還原劑硼氫化鈉、鹽酸羥胺對納米金粒徑及催化性能的影響。在十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)與β-環(huán)糊精(β-CD)組成的體系中，兩種還原劑同時(shí)使用比使用任意一種效果更好。在此體系中以鹽酸羥胺、硼氫化鈉依次作為還原劑制備的球形納米金粒徑?。?nm左右），粒

2、徑分布均勻。以對硝基苯酚轉(zhuǎn)化為對氨基苯酚為模板反應(yīng)進(jìn)行評價(jià)，催化性能最好。
　　為了探究納米金粒徑與其催化性能之間的關(guān)系，采用種子生長法制備了粒徑在2～57nm的類球形納米金。以硼氫化鈉作為還原劑、檸檬酸鈉為穩(wěn)定劑制備了納米金種子，生長過程中以抗壞血酸為還原劑、CTAB作為穩(wěn)定劑。利用多步種子生長法，探究了表面活性劑CTAB的濃度、種子溶液放置時(shí)間、金鹽與種子液的比例對納米金粒徑的影響。種子放置2h,CTAB濃度為0.08M，通過

3、改變金鹽與種子液的比例制備了不同粒徑的納米金，隨著生長步驟的增加粒徑逐漸增大。在此實(shí)驗(yàn)條件下，隨著納米金粒徑的增加對于模板反應(yīng)的催化活性逐漸減弱。
　　在多步種子生長法中，發(fā)現(xiàn)種子靜置時(shí)間對最終制得的納米金形貌會產(chǎn)生影響，種子放置5min，通過改變第一步中金鹽與種子液的比例可以得到不同形貌的納米金。
　　用一步生長法探究了其他離子的引入對納米金形貌、粒徑的影響。生長液中CTAB濃度范圍為10-3～4×10-1M。銀離子存在下

4、可以制備出類球形、樹枝狀、菱形、三角形、正方形、三角錐等不同形貌的納米金粒子。CTAB濃度較低時(shí)制備的類球形粒徑約為15nm，催化性能相對較好;濃度為0.01M時(shí)制備了具有較高表面能的多枝狀納米金。在碘離子存在下，隨著CTAB濃度的增加可以制備出界面清晰、形狀規(guī)整、裸露(111)晶面的三角形、六邊形及裸露(110)晶面的類球形等不同形貌的納米金。隨著CTAB濃度的增加，粒徑逐漸增大，粒徑變化范圍為30～650nm。粒徑在30～65nm范

5、圍之內(nèi)的粒子具有一定的催化活性，平均粒徑大于90nm混合形貌的納米金催化活性明顯降低。氯離存在下，得到了較為規(guī)整的棒狀、球形及少量三角形的納米金粒子。
　　為提高納米金的穩(wěn)定性，擴(kuò)寬其應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)采用自由基可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合法制備了兩親性嵌段共聚物聚N-異丙烯基丙烯酰(PNIPAM)-馬來酸酐-聚4-乙烯基吡啶(P4VP)，在酸性條件下高于40℃或堿性條件下低于20℃時(shí)能夠形成規(guī)則的核殼結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)在20℃堿性條件下，乙醇與