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贵金属纳米材料由于其独特的物理和化学特性而受到广泛的关注。不同于块状金属,纳米材料由于较小的尺寸,大的比表面积和大量的表面原子、缺陷和台阶,使其在诸多领域显示出优异的性能。纳米材料的性能也与其组成、结构和形貌等具有密切的关系。由于双金属之间存在集团效应、电子效应和几何效应等,使其在催化、电催化、表面增强拉曼散射(SERS)、光热理疗和生物传感等领域表现出显著优于单金属的性能。然而,纳米材料较小的尺寸使其具有较大的表面能,使用过程中易发生团聚而失活。这样,构筑具有纳米尺寸单元的分级结构显得非常重要,它们在应用过程中不仅能够保持其形貌和活性,而且能够方便的回收利用。鉴于离子液体具有结构和性能可调的特点,本课题首先选择或设计合成了几种离子液体。在水溶液中,室温条件下,离子液体调控作用下,合成了多孔蠕虫状Au和具有不同形貌的Au Pd、Au Pt双金属微纳材料,并对其SERS和催化性能进行了研究。(1)首先合成了离子液体四丙基铵甘氨酸([N3333][Gly])。然后在水溶液中,室温条件下,在[N3333][Gly]调控作用下,合成了多孔蠕虫状Au微纳材料。该Au纳米蠕虫由6-12 nm的Au纳米颗粒组成,长约0.3-0.6μm,宽约0.1-0.15μm。BET测试表明,Au纳米蠕虫比表面积高达71.16 m2·g-1,明显高于大多数文献报道值。其主要以2.4 nm的介孔为主。结果表明,[N3333][Gly]对Au纳米蠕虫状结构的形成起到了至关重要的作用。以罗丹明6G为探针分子,Au纳米蠕虫具有较强的SERS响应信号(检测限<10-13)和极高的重现性(平均标准偏差<2%)。而且,以对氨基苯硫酚和吡啶为探针分子,Au纳米蠕虫也具有较强的SERS信号。同时,在催化还原对硝基苯酚和对硝基苯胺反应中,Au纳米蠕虫也具有较高的催化活性,反应在100 s和150 s即可完成。(2)在离子液体氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑([HEmim]Cl)辅助下,室温水溶液中一锅制备出不同金属比例的海绵状Au Pd合金微纳材料。不同组分的海绵状Au Pd微纳材料均由粒径约为30-40 nm的纳米颗粒聚集熔接而成,颗粒大小均一。海绵状结构蓬松多孔,Au3Pd1、Au1Pd1和Au1Pd3均具有较大的比表面积,分别为51.544 m2·g-1、45.142 m2·g-1和47.533 m2·g-1,同时还存在大量的介孔。离子液体对Au Pd纳米海绵状结构的形成起到了关键作用。在对硝基苯酚还原反应中,不同摩尔比的Au Pd纳米海绵均表现出比商用Pd/C更优异的催化性能。其中Au1Pd3纳米海绵具有最高的催化活性,反应在98 s内即可完成,反应速率常数为0.0143 s-1,是商用Pd/C的2.3倍。这种方法也可以制备其它的双金属(如Pd Cu、Pt Cu等)和多金属纳米海绵。(3)首先合成了聚离子液体聚溴化1-乙烯基-3-乙基咪唑(Poly(Vi Et Im)Br,简写为PVEIB)。在水溶液中,室温条件下,采用PVEIB调控合成了具有多级结构的雪花状Au Pd微纳材料。Au Pd纳米雪花一级结构为雪花状结构,直径约1.4μm;二级结构为2D片状枝杈结构,长度约0.6-0.9μm;三级结构为2D片状结构的侧分枝结构;四级结构为组成三级结构的小球形纳米颗粒。由高角环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)观察可知该结构中Au主要分布在枝干部分,Pd元素主要分布在片状结构部分。BET测试其比表面积为31.943m2·g-1,主要以2.6 nm的介孔结构为主。结果表明,聚离子液体作为结构导向剂指导了雪花状形貌的生长。金属前驱体比例、聚离子液体浓度、还原剂浓度以及反应温度,对产物形貌均具有一定的影响。在对硝基苯酚加氢反应中,Au Pd纳米雪花表现出优于单金属Au、Pd以及商业Pd/C的催化活性。在对硝基苯乙炔选择性加氢反应中,Au Pd纳米雪花也表现出优异的选择性与催化性能。(4)在室温水溶液中,采用聚离子液体1-丁基-3-甲基咪唑聚苯乙烯磺酸盐([Bmim][PSS])调控制备出花球状Au Pt微纳材料。其粒径约为500 nm,大小非常均一,由大量的厚约20 nm的纳米片聚集而成。不同比例的Au Pt(如3:1,1:1和1:3)均具有相似的花球状结构。元素地图分布和X-射线衍射结果表明其为合金结构。聚离子液体[Bmim][PSS]对其形成起到了关键作用。还原剂浓度对产物形貌也具有一定的影响。不同比例的Au Pt花球在SERS测试中均表现出较高的灵敏性和重现性,且随着Au含量的增加灵敏性增强。