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特殊的形貌和结构通常会给材料带来一些优异的性能,例如吸附和催化性能等。Yolk-shell(蛋黄-蛋壳)纳米结构复合材料是近年来发现的一种新型催化纳米材料,它具有密度低、比表面积高和易修饰等特点,并且空腔部分能够富集更多的反应物分子参与反应,同时外壳可以充当保护层来防止内核团聚,有利于提高催化反应的速率和循环性能。通过选取不同的组成成分作为内核与外壳,得到材料具有更多优异的特点,因而成为催化领域的一个新的研究热点。本论文采用层层包裹与选择性刻蚀相结合的方法,制备了以Au为内核、有序的介孔有机硅材料(PMO)为外壳的具有yolk-shell纳米结构的复合材料Au@void@PMO以及一系列对比材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及氮气吸附-脱附、紫外可见(UV-vis)、红外(IR)、29Si固体核磁等表征技术研究复合材料的微观形貌、孔结构等物理化学性质。选取还原对硝基苯酚反应来研究材料的催化性能,研究结果表明:由于聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的作用使得内核Au纳米颗粒锚定在多孔外壳中,进而缩短了反应物和催化活性位的接触时间,大大提高了催化反应速率,其动力学比速率常数达到473 min-1·mg-1,表现出很好的催化活性。同时由于外壳的存在充分保护催化剂内核,防止Au纳米颗粒逃脱、团聚,表现出良好的循环稳定性,证明材料具有较好的结构稳定性。通过层层包裹与选择性刻蚀相结合的方法,制备了以Fe3O4为内核、-SO3H修饰的PMO为外壳的yolk-shell纳米结构Ru/Fe3O4@void@PMO-SO3H复合材料,能够具有催化转化纤维素制备多元糖醇和可磁性回收的性质。通过TEM、氮气吸附-脱附、X-射线光电子能谱(XPS)、IR等表征技术研究复合材料的微观形貌、孔结构等物理化学性质。选取催化转化纤维素制备多元糖醇反应来研究材料的催化性能,研究结果表明:在相同反应条件下,以同一含酸量的yolk-shell纳米结构材料为载体负载不同尺寸的Ru纳米颗粒,在Ru纳米尺寸为2.2 nm时,目标产物异山梨醇的收率最大,接近60%;当统一负载2.2 nm的Ru纳米颗粒时,研究不同含酸量对反应产物的分布,发现随着载体含酸量的增大,目标产物异山梨醇的收率逐渐增大。同时可以利用作为内核的Fe3O4所具有的磁性而实现催化剂的磁性回收,证明材料所具有的双功能性。