贵金属核壳结构材料的制备及其在催化方面的应用

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ak328
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
贵金属纳米材料,如金、银等,是一种重要的催化剂材料。在外加电磁场(如光)作用下,金属表面附近导带电子发生协同振荡,也就是发生表面等离子体共振,能够大大地增强周围电磁场,产生局域加热以及分子极化效应。另外,TiO2是一种重要的n型半导体材料,具有良好的化学稳定性以及生物相容性,在光催化以及太阳能电池领域均有重要的应用,然而产生的电子空穴复合几率高,并且受限于较大的禁带宽度,不能够吸收可见光。通过贵金属与TiO2的复合,贵金属表面等离子共振作用不仅能够增强系统对光的吸收,同时能够增强TiO2对可见光的响应,抑制电子空穴的复合,拓展TiO2的应用范围。因此,充分利用两种材料的特性制备可重复使用的催化剂材料。另外,两种或两种以上贵金属的复合由于成分金属间的相互作用,在催化以及拉曼增强方面被赋予优于单一金属的性能。由此,可充分结合两种金属的固有性质,制备多功能的双金属自监测催化材料。  为此,本课题主要侧重核壳型贵金属复合材料的制备及其催化性能的研究。主要内容:(1)Au纳米粒子修饰Fe3O4@TiO2复合结构的制备及其催化性能的研究;(2)Fe3O4@TiO2@Ag-Au磁性复合微球的制备以及反应原位自监测性能的研究。  (1)制备Fe3O4@TiO2@Au三层核壳结构。通过对不同反应条件下不同样品催化能力的分析,研究Fe3O4@TiO2@Au催化剂的催化机理,等离子共振是可见光下催化性能增强的主要因素。复合结构各成分在发挥各自独特性能的同时,也能够一定程度上改变其他组分参与反应的能力。为了研究反应条件对催化剂催化能力的影响,选择分别置于光照和黑暗条件下进行对比实验,实验结果表明可见光辅助下的催化剂催化能力更强。由于表面等离子体共振能够促进催化反应进行:局域加热效应,电荷转移快速通道效应,分子极化效应等从不同的角度促进反应的顺利进行;同时贵金属修饰下的半导体能够吸收可见光进行光催化作用。贵金属催化与光催化同时作用于反应体系,共同促进反应的顺利进行。以Fe3O4作为核结构,使复合结构获得磁性,磁性能测试表明磁性满足回收性的要求。同时利用TiO2对可见光的感应能力,光催化降解吸附在表面的残留有机物分子,达到自我清洁的效果。磁性回收性以及自清洁性同时保证了催化剂的重复使用能力,重复使用性测试显示催化剂能够循环使用8次。  (2)制备Fe3O4@TiO2@Ag-Au双金属原位自监测催化材料。由于双金属的催化性能对两种金属成分配比以及形貌结构具有很强的依赖性,改变反应中金属前驱体的使用量获得不同金银摩尔配比的双金属结构,并表现出不同的形貌特征,分别考察了其催化能力,通过实验发现,Fe3O4@TiO2@Ag-Au(Au/Ag=1∶1)具有最强的催化能力,速率常数高达2433.17s-1g-1。该材料由于负载贵金属,还具有优异的拉曼增强性能,因此可利用拉曼图谱进行原位自监测作用。该材料可见光下也具有良好的光催化降解性能。重复利用性好,化学稳定性高。
其他文献
随着社会经济的不断发展,城市化建设步伐越来越快,城市建设档案作为记录城市建设发展轨迹的重要资料,可以为城市的扩建新建、维护抢修以及改造更新等提供重要的帮助.而在城市
本文通过对荣华二采区10
期刊
新型干法水泥预分解技术就是在预热器和回转窑之间增设分解炉,水泥生料在分解炉中要完成90%以上的碳酸盐预分解,对其温度的稳定和优化控制是保证正常分解的充分必要条件。由于生
腐蚀给国民经济带来巨大损失。每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的2%-4%。腐蚀是不可避免的,但腐蚀是可以控制和减缓的。若充分应用防腐蚀技术和腐蚀科学知识,腐蚀损失
机电一体化技术的发展状况是衡量一个国家机械工业发展水平的重要标志。数控系统是机电一体化技术的核心部分。本课题对数控技术的一项关键技术——运动控制技术作深入细致的
在种植小麦期间,为了满足当前社会的发展需求,甘肃省永靖县根据种植小麦机械化的问题,创新使用新技术.当前小麦种植应用机械化技术比较广泛,不仅提高了种植小麦的效率也解决
采用CAE设计分析方法对玉米收获机粮仓支架的强度进行分析计算,通过计算结果分析找出薄弱环节,提出改进方案,确保结构设计强度.
本论文主要对氧氟碲酸盐玻璃的析晶稳定性以及Er3+在该玻璃系统中的光谱学性能进行了研究,以期获得一种在上转换光纤激光器和宽带光纤放大器上具有潜在应用价值的玻璃基质材料
本文围绕激光惯性约束核聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)系统和全固态倍频激光器系统中使用的倍频多波长分离膜的设计、制备与激光损伤阈值问题,做了三方面的研究工作:几
美国大杏仁身份之谜无疑是消费市场上的热门话题,而其命名疑云也揭开了进口食品市场乱象的一角:同一产品境内外价差高达数倍、“质量门”频频发生、渠道管理混乱……进口食品