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《蛋黃殼和聚吡咯復(fù)合材料的制備及作為催化劑載體的應(yīng)用“翻譯.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、摘要Fe3O4作為活動(dòng)芯的空心聚吡咯（PPy）的蛋黃殼通過(guò)模板輔助選擇性刻蝕方法獲得了膠囊。首先通過(guò)溶劑熱法制備了Fe3O4納米粒子。然后，通過(guò)溶膠—凝膠反應(yīng)在Fe3O4納米粒子表面包覆上一層SiO2殼。隨后，將PPy殼包覆在Fe3O4和SiO2的復(fù)合材料。在選擇性腐蝕了中間SiO2層，得到了Fe3O4作為蛋黃和PPy的納米復(fù)合材料。在制備過(guò)程中可以得到了一定厚度的聚吡咯和SiO2層。聚（N-乙烯基吡咯烷酮）對(duì)包覆在復(fù)合材料表面PPy層的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究。蛋黃殼狀Fe3O4和聚吡咯復(fù)合材料可以提供分離納米鈀的作用。鈀（Pd）納米顆粒密集均勻被固定在聚
2、吡咯殼內(nèi)部和外部表面，由于PPy骨架上的氨基基團(tuán)與Pd2+離子之間的相互作用。Fe3O4和PPy/Pd復(fù)合材料催化劑對(duì)亞甲基藍(lán)染料在硼氫化鈉作為還原劑情況下可以表現(xiàn)出良好的催化活性。此外，這種催化劑可以很容易地從反應(yīng)溶液中分離出來(lái)并進(jìn)行重復(fù)使用，這是由于磁性主要來(lái)源于Fe3O4核。目錄摘要I目錄II第一章緒論3第二章實(shí)驗(yàn)42.1材料42.2尼龍6薄膜形成42.3厚度測(cè)量52.4WAXS52.5紅外及紅外分析52.5水接觸角測(cè)量5第三章結(jié)果和結(jié)論73.1晶體學(xué)研究73.2水接觸角測(cè)量83.3N-H鍵的方向性9第四章結(jié)論12第一節(jié)緒論金屬納米粒子由于量子尺寸
3、效應(yīng)而引起的特殊的光學(xué)、電學(xué)和催化性能使其引起越來(lái)越多研究人員的重視。最近，這些納米粒子廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、光譜學(xué)、電子器件等領(lǐng)域，特別是在催化劑方面。金屬納米粒子由于其表面積較大在不同類型的反應(yīng)中都展現(xiàn)出較高的催化活性。不幸的是，這種方法在現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用中有兩個(gè)弊端。第一，金屬納米粒子由于其高表面能易聚集成群，這可能會(huì)導(dǎo)致它們的失活。第二，由于它們尺寸較小，所以金屬納米粒子很難從反應(yīng)中分離出來(lái)并回收。許多方法用以解決上述問(wèn)題。通過(guò)大量的調(diào)查研究證實(shí)，在催化劑上負(fù)載金屬納米粒子是一種有效的方法。因此，研究者探索將許多材料用作催化劑的負(fù)載。與其他負(fù)載相比，磁
4、性負(fù)載具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兊某槾判再|(zhì)使其與催化劑很容易與反應(yīng)溶液中分離出來(lái)。目前，在一個(gè)空心殼內(nèi)有著活動(dòng)核心的蛋黃/殼復(fù)合材料由于其特殊結(jié)構(gòu)與性能或得了廣泛的關(guān)注。它們是傳統(tǒng)核/殼復(fù)合材料重要的延伸。相比與傳統(tǒng)核心/殼復(fù)合材料，它們具有較大的表面積、較大的空隙空間與較低的密度。因此，這種核心/殼復(fù)合材料已經(jīng)吸引了廣泛研究興趣，特別是具有可動(dòng)核心和功能性殼的核心/殼復(fù)合材料，由于其作為催化劑負(fù)載的潛在應(yīng)用。不過(guò)，要作為催化劑載體，核心/殼復(fù)合材料通常需要具有高的表面積和良好的分離特性，這一點(diǎn)是使金屬納米粒子活性最大化的重要條件。如今，導(dǎo)電聚合物由于它
5、們易于制備、惰性環(huán)境、高導(dǎo)電性和良好的氧化還原特性吸引了許多的關(guān)注。除了上述特性，它們的骨架上還包含了許多功能性基團(tuán)；例如，PPy和聚苯胺的主鏈上有氨基基團(tuán)，而聚噻吩主鏈上含有巰基基團(tuán)。這些官能團(tuán)形成了金屬離子之間的配位作用，可以有效地阻止金屬納米粒子發(fā)生聚集。一旦形成導(dǎo)電聚合物作為殼，磁性材料為核心的催化劑負(fù)載核心/殼復(fù)合材料，那么上述關(guān)于金屬納米粒子實(shí)際應(yīng)用的兩個(gè)弊端同時(shí)將得到解決。一方面，磁性的核心賦予了核心/殼復(fù)合材料磁性；另一方面，導(dǎo)電聚合物外殼能有效錨固沒(méi)有產(chǎn)生聚集的金屬納米粒子。因此，這種核心/殼復(fù)合材料被看作催化劑最理想的負(fù)載。在本文中，
6、我們提出了一種可行的方式，通過(guò)模板輔助選擇性腐蝕的方法來(lái)制備核心/殼的Fe3O4/聚吡咯復(fù)合材料來(lái)作為納米鈀的負(fù)載。我們選擇將導(dǎo)電聚合物PPy作為殼包覆在通過(guò)溶劑熱反應(yīng)得到Fe3O4納米粒子上。PPy主鏈上許多的氨基基團(tuán)與Pd2+離子形成相互作用；因此，鈀納米粒子均勻地，不聚集地分散在PPy殼的內(nèi)部和外部表面。得到的Fe3O4和PPy/Pd復(fù)合材料催化劑對(duì)亞甲基藍(lán)染料在硼氫化鈉作為還原劑情況下可以表現(xiàn)出良好的催化活性。更重要的是，材料在外部磁場(chǎng)下可以很容易地從反應(yīng)溶液中分離出來(lái)，并重復(fù)使用。第二節(jié)材料和方法2.1材料吡咯單體可以從Sigma–Aldric
7、h買到，然后在逐步下降的壓力下進(jìn)行蒸餾，使用前儲(chǔ)存在-4℃下。聚（N-乙烯基吡咯烷酮）（PVP）、檸檬酸鈉、乙二醇、醋酸鈉（NaAC）、PdCl2、FeCl3、FeCl3·6H2O、NaOH、正硅酸乙酯（TEOS）、氫氧化銨（NH3·H2O，含水為25wt%）、亞甲基藍(lán)（MB）染料和硼氫化鈉（NaBH4）都是分析級(jí)的，并且隨到隨用。在準(zhǔn)備過(guò)程中，還會(huì)用到無(wú)水乙醇和去離子水。2.2Fe3O4＠SiO2復(fù)合材料的制備根據(jù)以往的研究方法制備Fe3O4納米團(tuán)簇。制備好的1mlFe3O4納米粒子溶液（含8mg的Fe3O4納米團(tuán)簇）分散到10ml去離子水、35ml乙
8、醇和1mlNH3·H2O的混合物中。超聲10min后，一定量的正硅酸乙酯迅速加入
