自催化反应制备金属粒子/二氧化硅复合材料及再功能化

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong526
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近十年来,由于金属粒子/二氧化硅纳米复合材料独特的物理化学性能以及结构的可构造性和可设计性,已经得到了研究人员的的广泛关注。在众多的纳米粒子中,由于在催化、传感器、能量储存和转化、光学、电学和磁学等领域具有广阔的应用前景,金属纳米粒子在功能材料研发方面一直充当非常重要的角色。材料的性能不但与材料本身的性质有关,还与制备方法和材料本身的微结构息息相关。因此,金属粒子/二氧化硅复合材料的制备方法的创新和结构调控模式的创新不但是目前科技前沿和研究热点,更是一项重要的基础研究课题。本论文提出了在近中性条件下利用分子本身自带催化基团和连续自催化反应制备金属粒子/二氧化硅纳米复合材料的新模式,利用分子内自带的催化基团催化硅源进行水解和缩合反应。通过设计多功能的前驱体分子,建立了有机金属盐/二氧化硅复合材料合成的新方法,实现了在Si O2内部原位生成金属纳米粒子,并通过进一步功能化纳米复合材料以实现材料多功能化的目的,从而制备了多功能化的Si O2纳米复合材料。通过扫面电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、核磁、N2脱附-吸附等测试方法对其组成及微观结构进行了表征;通过测试荧光激发-发射光谱、荧光显微镜、紫外最大吸收波长、磁滞回线等方法对复合材料的性能进行了表征。首先,本论文采用氧化镉与氨基酸反应制备氨基酸金属盐,然后与正硅酸乙酯(TEOS)在水和乙醇的混合溶液中室温反应后离心处理,继而真空干燥后通过高温煅烧得到金属粒子/二氧化硅纳米复合材料,通过硫化赋予了材料荧光性能,并通过改变实验过程中不同的硫化方式探索了对复合材料结构的影响,结果表明,我们成功制备了具有不同晶体结构并且高度分散的Cd S/Si O2纳米复合材料,该材料具有良好的荧光特性;其次,本论文采用碳酸钴与溴乙酸反应制备了溴乙酸金属盐,然后与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和正硅酸乙酯(TEOS)在室温条件下反应,离心并干燥,并充分利用分子中的化学反应位点进行进一步功能化赋予材料催化性能,高温煅烧后得到双金属相的Ag-Co3O4/Si O2纳米复合材料,通过一系列表征手段表明两种金属纳米粒子高度分散在Si O2基体中,并且该材料具有良好的催化特性和磁分离特性。
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