發(fā)布時間：2018-01-11 03:01

  本文關鍵詞：基于離子交聯(lián)型聚合物的金屬納米簇的制備及表征　出處：《湖北工業(yè)大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：作為一種新型的團簇材料,金屬納米簇的小尺寸及獨特原子排布賦予其優(yōu)越的光、電、磁及催化性能。其劣勢在于制備困難,不易保存且在劇烈的反應條件下很難形成尺寸小、分布均勻及穩(wěn)定的金屬納米簇。一種優(yōu)良的制備方法將極大推動其在實際中的應用。本論文首次于溫和的反應條件下,以離子交聯(lián)型聚合物(簡稱離聚物)為前驅體制備金屬納米簇并對其進行表征。離聚物為在大分子鏈上含有少量(≤10 15 mol%)與非離子主鏈共價相連的離子側基、而這些離子基團又部分或全部與反離子絡合形成鹽的一類聚合物。已有報道以離聚物為前驅體成功合成半導體量子點,然而金屬納米簇的類似合成相對困難且實驗過程不易掌控,尚未有學者研究以離聚物為前驅體制備金屬納米簇。離聚物中能夠形成離子富集的離子簇,為金屬納米簇的還原提供獨特的納米尺寸反應室;其外圍密集包覆的聚合物鏈段能有效防止納米簇相互聚集。而如何在溫和條件下,還原出不易還原的金屬離子為本工作的最大難點。主要研究內容如下:(1)于黑暗、室溫及無強還原劑的條件下,以離聚物為前驅體于溶液中制得金屬納米簇,并借助透射電子顯微鏡、X射線衍射儀、熒光分光光度計、紫外可見光分光光度計及紅外光譜儀對金屬納米簇微觀形態(tài)、結構及光學性能進行表征。測得所合成Ag0納米簇的直徑僅為約4.5 nm且具有優(yōu)異的光學性能,Pd0納米簇僅為約2.7 nm;兩者尺寸分布均較均勻。還原后的Ag0及Pd0納米簇(表面)均以橋聯(lián)的形式與甲基丙烯酸甲酯 甲基丙烯酸共聚物(MMA MAA)中的羧基氧原子配合,從而MMA MAA鏈段因化學作用有效地吸附于納米簇表面起到保護作用。(2)設置多個對照實驗對還原機理進行探討。發(fā)現(xiàn)離聚物因其離子簇在溶液中發(fā)生分子內的聚集,使其產(chǎn)生溶脹活化作用,配合甲醇的微弱還原作用,從而使還原反應順利進行,導致金屬納米簇產(chǎn)生。同時,測得還原過程中簇及簇內晶粒尺寸隨反應時間基本不變,表明金屬納米簇未過分生長且團聚現(xiàn)象較弱。(3)由銀鹽及鈀鹽離聚物溶液中離子簇的結構進行外推。根據(jù)實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn):于溶液中,離子簇為分子內多聚體結構,其因聚合物鏈溶脹而活化。由離子簇內部配位結構及特性探討該方法對其它金屬納米簇的制備可行性,推測:當反離子為Au3+、Pt4+或Rh3+等過渡金屬離子時,溶液還原反應可以發(fā)生;而當反離子為Cd2+、Ca2+或Zn2+等負標準電極勢離子時,溶液還原反應則難以發(fā)生。
[Abstract]:As a new type of cluster material, the small size and unique atomic arrangement of metal nanoclusters give them excellent optical, electrical, magnetic and catalytic properties. It is not easy to preserve and it is difficult to form a small size under severe reaction conditions. Metal nanoclusters with uniform and stable distribution. A good preparation method will greatly promote their application in practice. This paper is for the first time under mild reaction conditions. Metal nanoclusters were prepared and characterized using ion-crosslinked polymers (ionomers) as precursors. The ionomers contain a small amount (鈮，

本文編號：1407823