Nafion聚离子修饰纳米Pt的合成及其影响因素

采用化学还原的方法成功地合成了Nafion聚离子修饰的纳米Pt颗粒，平均粒径为～4nm；由于表面缺电子的特性，纳米Pt粒子与Nafion高分子长链上的-SO3^-基团有较强的结合，使粒子随-SO3^的存在状态而分散，在水溶液中呈现与离子团簇相似的分散状态。FTIR显示Pt颗粒存在表面原子暴露在修饰离子之外，因此，这种粒子在具有功能结构的催化领域有着很好的应用前景；合成过程中反应速率随Nafion含量的降低、pH的增加而增大。     

阳离子修饰纳米Pt的合成及其在Nafion膜上的自组装行为研究

以季铵阳离子聚合物为修饰离子、乙醇为还原剂,在水溶液中合成了具有稳定电位的阳离子修饰纳米Pt颗粒,还原过程采用UV-vis光谱监控,粒子形貌采用TEM表征.结果表明,合成体系在45 min左右还原完毕,颗粒粒径约为4.5 nm,呈多晶态结构,粒径分布狭窄,具有良好的分散性.采用Zeta电位测定仪分析了不同pH条件下粒子的电位,选择了合适的组装pH值并运用静电自组装的方法把Pt颗粒成功地组装到Nafion膜表面.同时对该自组装体系的影响因素进行了一些理论分析,并以此对组装过程的动力学性质和组装膜电化学特性进行了解释.     

Pt负载复合氧化物催化剂的CO催化发光性能

采用非晶态络合物法制备了La0.9Cu0.1MnO3和LaCoO3钙钛矿催化剂, 并利用固定化溶胶工艺合成了Pt纳米粒子负载的Pt/La0.9Cu0.1MnO3和Pt/LaCoO3复合催化剂. 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的微观结构、形貌及Pt的价态进行了研究; 考察了催化剂的CO催化氧化发光性能. 结果表明, 若La0.9Cu0.1MnO3催化剂表面上负载的Pt纳米颗粒形成团聚, 则在其CO催化氧化发光谱中出现发光峰分裂的现象, 而在Pt纳米颗粒分散较好的Pt/LaCoO3体系中却没有出现这一情况. 因此可以利用CO催化发光谱来初步判断贵金属纳米颗粒在载体表面的分散状态.     

钙钛矿型氧化物负载纳米金属催化剂结构的动态调变及其催化氧化CO反应性能

研究了钛酸钡和钛酸钙担载的Ag和Pt纳米催化剂的表面结构随氧化-还原处理过程的动态变化及其对CO完全氧化反应性能的影响.发现氧化物担载的Ag催化剂在氧化处理后其催化活性较还原处理的高; X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征结果表明,氧化处理能够提高载体表面Ag颗粒的分散度,而还原处理导致Ag颗粒的聚集,从而降低了催化氧化CO反应的活性.氧化-还原处理改变了担载Ag纳米粒子的尺寸并影响其CO氧化反应活性.与此相反,氧化物担载的Pt催化剂在还原处理后所表现出的CO氧化反应活性较氧化处理的高; 对比研究发现,氧化和还原处理后Pt纳米粒子的尺寸基本相同,但是氧化处理的样品中Pt表面物种以氧化态为主,而还原处理后Pt表面物种主要为金属态.Pt纳米粒子表面化学状态随氧化-还原处理的调变是导致表面催化活性差异的主要原因.     

纳米三氧化钨修饰碳纳米管载铂催化剂对甲醇氧化的电催化性能

采用表面修饰技术将碳纳米管(CNT)表面羧基化, 通过羧基将钨离子基团修饰到碳纳米管的外表面, 再通过高温焙烧处理将钨离子基团氧化成WO₃, 成功合成了纳米WO₃/CNT复合物, 进一步还原Pt 的前驱体而得到Pt-WO₃/CNT复合催化剂. 采用X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对样品的形貌和晶型结构进行了表征, 结果表明, Pt纳米粒子为面心立方晶体结构, 均匀地分布在WO₃修饰的碳纳米管表面. 采用循环伏安(CV)和计时电流法研究了在酸性溶液中Pt-WO₃/CNT催化剂对甲醇的电催化氧化活性, 结果表明WO₃修饰的碳纳米管载铂催化剂比用混酸处理的碳纳米管载铂催化剂对甲醇呈现出更高的电催化氧化活性和更好的稳定性.     

TiO_2纳米粒子的表面修饰研究

利用表面修饰法合成了油酸 (OA)修饰的TiO2 纳米粒子 ,采用红外光谱 (IR)、透射电子显微镜 (TEM)和X射线光电子能谱 (XPS)对表面修饰的TiO2 纳米粒子进行了结构表征 ,并研究了油酸浓度对TiO2 表面覆盖量及在油中分散性能的影响 .研究结果表明通过油酸表面修饰 ,成功合成了具有油分散性能的纳米TiO2 ,并且获得了油酸修饰量与TiO2 的最佳配比 .     

基于表面增强拉曼光谱的重金属离子检测

以对巯基苯甲酸为拉曼标记和自组装修饰分子, 在光亮金基底上修饰后作为检测基底, 在金纳米粒子表面修饰后获得具有表面增强拉曼光谱信号的标记金溶胶. 修饰的基底及纳米离子通过重金属离子与羧基端的配位而发生相互作用, 最终形成“金属基底-对巯基苯甲酸/重金属离子/对巯基苯甲酸-金属纳米颗粒”的三明治结构. 采用扫描电镜表征纳米粒子的组装及以表面增强拉曼光谱检测表面标记分子的信号, 以此实现重金属离子的检测. 以强螯合剂EDTA溶液淋洗三明治结构, 使重金属离子与金属基底以及纳米颗粒上的羧基的配位作用断裂, 获得可再次利用的修饰金基底.     

“非保护型”金属胶体纳米簇形成机理研究

碱-乙二醇法制备的"非保护型"金属及合金纳米簇由表面吸附的溶剂分子和简单离子实现稳定化,它们被广泛用于制备高性能复相催化剂和研究复相催化剂中的尺寸、组成、载体表面基团以及修饰剂对催化性能的影响。关于此类非保护金属纳米簇的形成过程及机理的认识尚有待进一步深化。本文采用原位快速扫描X射线吸收精细结构谱(QXAFS)、原位紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、透射电子显微镜和动态光散射技术研究了碱-乙二醇法合成中非保护型金属胶体纳米簇的形成过程与机理。结果表明,在碱-乙二醇法合成非保护型Pt金属纳米簇的过程中,室温下即有部分Pt(IV)被还原至Pt(II)。随着反应温度的升高,OH-逐渐取代与Pt离子配位的Cl-,在Pt―Pt键形成之前,反应体系的UV-Vis吸收光谱中可观察到明显的纳米粒子的散射信号,原位QXAFS分析表明Pt纳米簇是由Pt氧化物纳米粒子还原所形成的;在Ru金属纳米簇的形成过程中,OH-首先取代了Ru Cl_3中的Cl~-,形成羟基配合物Ru(OH) _6~(3-),后者进一步缩合形成氧化钌纳米粒子,最终Ru金属纳米簇由乙二醇还原氧化钌纳米粒子形成。由于先形成了氧化物纳米粒子,后续的还原反应被限制在氧化物纳米粒子内,使最终得到的非保护型金属纳米簇具有尺寸小、分布窄的特点。本工作所获得的知识对发展高性能能源转化催化剂、精细化学合成催化剂、传感器等功能体系具有重要意义。     

Pt-CeO_2/聚苯乙烯磺酸盐功能化碳纳米管复合物的制备及对甲醇的电催化氧化性能

通过阴离子聚合物聚苯乙烯磺酸钠(PSS)对碳纳米管(CNTs)进行非共价功能化修饰得到PSS功能化的碳纳米管(PSS-CNTs),利用带负电的PSS和Ce3+之间的静电作用将Ce3+组装到CNTs表面,再利用Ce3+与Pt Cl2-4之间存在的静电作用和氧化还原反应实现CeO_2和Pt纳米粒子在CNTs表面的原位沉积,得到复合催化剂Pt-CeO_2/PSS-CNTs.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)及拉曼光谱仪(Raman)等对催化剂进行了表征.电化学性能测试结果表明,由于PSS-CNTs表面原位沉积的Pt纳米粒子相对于在原始CNTs上沉积的Pt纳米粒子具有更小的粒径、更好的分散均匀性和稳定性,同时Pt与CeO_2之间存在良好的协同效应,Pt-CeO_2/PSS-CNTs催化剂对甲醇电催化氧化具有较好的催化活性和化学稳定性,当nPt/nCe=2/3时催化性能最优.     

阳离子聚合物修饰纳米Pt颗粒的合成

纳米Pt;季铵阳离子;合成;阳离子聚合物修饰纳米Pt颗粒的合成