聚合物单晶负载纳米催化剂的研究

发布时间：2017-12-09 08:36

  本文关键词：聚合物单晶负载纳米催化剂的研究

  更多相关文章： 聚合物单晶 纳米粒子 催化活性 回收利用

【摘要】：近几十年来,纳米粒子催化剂由于其较高的催化活性已经吸引了越来越多的关注。纳米粒子的高催化活性主要由于小尺寸的纳米粒子具有较高的比表面积。然而,纳米粒子催化剂在应用过程中仍面临很多挑战。首先,纳米粒子在溶液中不稳定容易形成聚集体,从而降低了其比表面积,导致其催化活性降低。其次,由于纳米粒子体积小,反应结束后很难从溶液中回收利用,造成催化剂的浪费。为了解决以上问题,我们选择了具有二维纳米结构的聚合物单晶作为纳米催化剂载体。聚合物单晶不仅具有很高的比表面积,而且表面容易进行官能化处理,能够实现纳米粒子催化剂的高效负载,且通过简单的方法如离心、磁性回收就可以实现其多次回收利用。具体内容如下:(1)利用光化学还原反应,在不添加任何保护剂的情况下,在具有羧酸末端功能基团的聚合物单晶表面上合成了尺寸可控的银纳米颗粒,并利用透射电子显微镜,紫外-可见吸收光谱仪,原子力显微镜进行表征分析。将所得催化体系用于对硝基苯酚的催化还原反应,以硼氢化钠为还原剂,研究其催化性能。与有表面配体保护的银纳米粒子相比,吸附在聚合物单晶表面上的银纳米粒子不仅具有较高的催化活性,而且其催化性质具有尺寸依赖性,最小尺寸(～1.5 nm)的银纳米粒子的催化活性最高。通过在聚合物单晶表面上进一步引入四氧化三铁磁性纳米粒子的方法,实现了对于该催化系统的磁性回收以及循环利用。聚合物单晶的高比表面积使其具有很高的纳米催化剂负载量,从而具有很好的应用前景。(2)通过利用碱对聚合物单晶表面进行官能化处理,使其表面形成羧基。基于羧基与二氧化钛纳米粒子之间的相互作用,成功实现了二氧化钛纳米粒子在聚合物单晶表面的吸附。在此基础上,我们实现了对甲基橙的光催化降解。通过利用紫外-可见光谱仪对于光催化降解过程的研究。我们发现,该催化体系具有较高的催化活性,可以有效降解甲基橙。另外,我们发现通过简单的离心方法,可以将聚合物单晶负载的二氧化钛纳米粒子从溶液中分离,从而实现对这一催化剂体系的回收利用。制备了聚(ε-己内酯)单晶负载二氧化钛纳米粒子和银纳米粒子,聚(ε-己内酯)单晶负载二氧化钛纳米粒子和金纳米粒子,聚(ε-己内酯)单晶-聚丙烯酸-二氧化钛纳米粒子,聚(ε-己内酯)单晶负载二氧化钛纳米粒子-聚吡咯高分子-聚丙烯酸-二氧化钛纳米粒子四种结构体系。研究了其对染料甲基橙的光催化降解作用。(3)合成了聚(环氧乙烷)单晶和聚(ε-己内酯)单晶两种聚合物单晶。这两种单晶都可以通过控制重结晶的温度来控制单晶的大小。利用聚合物单晶表面的巯基吸附硒化镉量子点和金纳米粒子。用氢氧化钠对聚(ε-己内酯)单晶进行羧基官能化处理,使羧基暴露在聚(ε-己内酯)单晶表面,吸附二氧化钛纳米粒子、过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶和辣根过氧化酶,并初步研究了它们的性质。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TB383.1

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张莺;;纳米催化剂的制备和最新应用研究进展[J];山西大同大学学报(自然科学版);2008年04期

2 高昂;;纳米催化剂颗粒的热力学分析[J];才智;2010年19期

3 ;厦门大学研制成功甲醇燃料电池纳米催化剂[J];精细化工原料及中间体;2010年04期

4 高红,赵勇;纳米材料及纳米催化剂的制备[J];天津化工;2003年05期

5 吕玉光;如何用现代仪器表征纳米催化剂[J];现代仪器;2005年03期

6 李敏;崔\~;;纳米催化剂研究进展[J];材料导报;2006年S1期

7 ;稀土纳米催化剂将用于节能减排[J];无机盐工业;2008年03期

8 张忠模;;稀土纳米催化剂将实现产业化[J];功能材料信息;2008年02期

9 耀星;;稀土纳米催化剂应用通过鉴定[J];粉末冶金工业;2008年05期

10 郭祖鹏;郭莉;师存杰;焉海波;;磁性纳米催化剂的研究进展[J];精细化工中间体;2011年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 姜艳霞;张斌伟;廖洪刚;陈明晖;孙世刚;;金和铂纳米催化剂的控制合成及其电催化性能[A];第十二届固态化学与无机合成学术会议论文摘要集[C];2012年

2 明军;赵凤玉;;超临界二氧化碳中纳米催化剂的形成过程及机理研究[A];第九届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2012年

3 陈蓉;韩杰;郭荣;;金/导电高分子蛋黄/蛋壳结构纳米催化剂的合成及催化性能研究[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会：表面界面与纳米结构材料[C];2013年

4 鲁宋;王明贵;韩杰;郭荣;;磁性聚苯胺负载纳米催化剂的合成及性能研究[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会：表面界面与纳米结构材料[C];2013年

5 张成明;崔新江;邓友全;石峰;;氯离子调控的高性能纳米催化剂可控制备研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年

6 王杰;王帅;万颖;;限域纳米催化剂热稳定性的研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第34分会：纳米催化[C];2014年

7 周小春;Peng Chen;;单分子检测技术在纳米催化剂的大规模并行筛选中的应用研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第32分会：纳米表征与检测技术[C];2014年

8 陆安慧;;炭基纳米催化剂的设计合成[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第34分会：纳米催化[C];2014年

9 曹建亮;袁忠勇;;用于催化一氧化碳低温氧化的氧化铜基多孔纳米催化剂体系[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年

10 胡守天;赵惠忠;李平和;李成香;汪厚植;;Ce-O-Co/ZrO_2纳米催化剂的结构及催化氧化CH_4性能的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集（上卷）[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 江战;新型纳米催化剂研制成功[N];中国有色金属报;2002年

2 闫明星　王群 记者 姜雪松;纳米催化剂“水中取氢”[N];哈尔滨日报;2010年

3 林世雄邋本报记者 通讯员 李静;纳米催化剂合成的重大突破者[N];福建日报;2008年

4 丛林;纤维素水解技术取得新进展[N];中国化工报;2011年

5 记者 刘霞;新纳米催化剂能在可见光下快速分解水[N];科技日报;2013年

6 钟科;中科院三元催化转换器系统技术通过鉴定[N];中国有色金属报;2006年

7 特约记者 呼跃军;清华大学与包头联合研发稀土材料[N];中国化工报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 柏_g;基于表面电荷状态调控的金属基复合纳米催化剂设计与可控合成[D];中国科学技术大学;2016年

2 张泽武;金属氧化物封装Au纳米催化剂的制备及性能研究[D];东南大学;2015年

3 张东慧;金属—铁酸盐复合磁性纳米催化剂的制备及催化性能研究[D];吉林大学;2010年

4 刘鸿飞;磁性纳米催化剂的合成及其催化性能研究[D];北京化工大学;2013年

5 徐贻成;具有温控相分离功能的铑纳米催化剂及其应用[D];大连理工大学;2013年

6 滕飞;纳米催化剂的微乳法制备及其表征[D];中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）;2005年

7 唐林;负载型的金属纳米催化剂在醇参与的氧化反应中的应用[D];中国科学技术大学;2015年

8 陈日志;纳米催化无机膜集成技术的研究与应用[D];南京工业大学;2004年

9 曾艳;以含聚醚链季铵盐型离子液体为稳定剂的过渡金属纳米催化剂制备及应用[D];大连理工大学;2012年

10 田丹碧;负载型纳米催化剂KF/Al_2O_3的制备及其应用研究[D];南京工业大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吴双;甲酸低温分解制氢炭负载金钯纳米合金催化剂的研究[D];南开大学;2015年

2 卢海元;平铺与岛状两种生长模式下Pd@Pt纳米催化剂的形成机理及对氢析出反应催化性能的研究[D];北京交通大学;2016年

3 朱伟伟;一锅法制备脯氨酸基磁性纳米催化剂及对非均相酰胺交换反应的催化研究[D];兰州大学;2016年

4 刘宴升;负载型钯纳米催化剂的制备及其在加氢反应中的应用[D];兰州大学;2016年

5 张朕;静电纺纳米纤维负载贵金属复合纳米催化剂的制备及其催化性质的研究[D];吉林大学;2016年

6 石丽丽;聚合物单晶负载纳米催化剂的研究[D];苏州大学;2016年

7 余燕云;磁性纳米催化剂的制备、表征及其在Knoevenagel缩合反应中的应用研究[D];浙江大学;2016年

8 刘佳;含聚醚链季铵盐型离子液体稳定的铑及钯/铑双金属纳米催化剂的制备及应用[D];大连理工大学;2011年

9 王军;新型化学贮氢材料分解制氢纳米催化剂的合成及性能研究[D];江南大学;2012年

10 潘洪;新型纳米催化剂的制备及其催化的酯和磷酸酯的水解反应[D];天津大学;2009年

，

本文编号：1269767