基于液相晶種介導生長法構筑核-殼結構金屬納米催化劑.pdf

1、核-殼結構金屬納米晶是一類獨特的功能化材料，在催化等領域表現出巨大的應用潛力。一方面，單組分金屬納米晶的性能調控范圍有限，而以核-殼結構為代表的金屬納米晶由于不同組分間的復合作用往往表現出多樣化的功能性，在催化領域往往表現出不俗的催化活性、產物選擇性和穩(wěn)定性。另一方面，具有核-殼結構的金屬納米晶能夠減少貴金屬材料的消耗，增加了外殼活性金屬的原子利用率和分散性，能夠為實用催化體系的構筑提供基礎性的研究思路。因此，設計和構筑具有核-殼結構的

2、金屬納米晶既屬于基礎研究的前沿領域，又兼具應用研究的深遠前景。迄今，隨著納米材料可控制備方法學的不斷完善，研究人員已經成功構筑了具有不同金屬組分和不同形貌的核-殼結構金屬納米晶，在眾多合成方法中，液相晶種介導生長法在構筑這種核-殼結構金屬納米晶方面具有獨特的優(yōu)勢。所謂液相晶種介導生長法，是將具有特定結構的晶種在已知的化學環(huán)境中進行投料，然后在其表面進行異相成核和外延生長。異相成核的能壘比較低，使得金屬納米晶能夠在一種比較溫和的條件下進行

3、定向生長，生長出來的結構純度也比較高。在此背景下，本論文涉及的主要研究工作是以液相晶種介導生長法為基礎，結合其它金屬納米晶的可控合成方法制備出一些具有獨特結構的核-殼金屬納米催化劑，例如，基于共形外延生長制備Pd@CuPd核-殼納米立方體結構、結合氧化刻蝕手段制備Pd@CuPd核-殼超立方體結構、基于動力學調控制備Pd@CuAu二維四角棒結構。本論文內容共有四章，各章內容如下:
　　在第一章中，我們簡單介紹了具有核-殼結構金屬納米

4、晶的合成及其在催化領域的應用。然后，我們重點回顧了液相品種介導生長法的相關知識。
　　在第二章中，我們重點闡述了如何在液相晶種介導生長法中引入氧化刻蝕技術，從而達到控制核-殼結構Pd基納米晶表界面結構的目的。首先，我們以Pd納米立方體作為種子和支撐材料，然后通過液相品種介導生長法在其表面沉積一層均勻的CuPd雙金屬合金形成Pd@CuPd核-殼結構納米立方體結構。接著，借助氧氣的刻蝕作用，產物變成了具有高度開放結構的Pd@CuPd核

5、-殼超立方體納米晶。我們對刻蝕前后兩種Pd@CuPd核-殼結構納米晶進行了詳細的表征，并研究了其形成機理。而電化學催化實驗的結果表明，這種Pd@CuPd核-殼超立方體催化劑在電化學催化還原CO2反應中表現不俗。
　　在第三章中，我們重點介紹了如何在液相晶種介導生長法中結合動力學調控手段制備Pd@CuAu核-殼結構二維四角棒納米材料，而且，通過改變Pd納米立方體種子和支撐材料的添加量，我們能夠控制最終產物的尺寸。然后，我們以鄰苯二酚