聚离子液体/铂纳米粒子催化剂的研制

摘要

离子液体具有不挥发、液态范围宽、热稳定性好、物化性质可调等优点,已被作为催化剂／反应介质成功地应用于有机合成、电化学、分离提取及材料科学等领域。随着离子液体化学理论研究的快速发展,设计合成新型功能离子液体并研究其应用具有重要意义。
　　 铂纳米粒子催化剂在化学、电化学催化等领域有很好的应用前景。制备分散均匀且粒径小的纳米金催化剂,提高其在反应中的催化性能具有十分重要的科学意义和应用价值。鉴于此,我们合成了基于聚离子液体／Pt纳米催化剂材料,并对其性能进行表征。论文主要研究工作如下:
　　 1.利用细乳液聚合制备了直径约为200 nm的聚离子液体高分子微球。
　　 2.通过阴离子交换法制备了以聚离子液体／Pt(Au)复合纳米粒子,对其形貌和粒径分别进行了表征。进一步以聚离子液体／Pt为催化剂,初步研究了该催化剂对甲醇的电化学氧化及苯甲醇选择氧化反应的催化作用,结果表明:聚离子液体／Pt修饰电极对甲醇电化学氧化的最大电流是115 mAmg-1,是纯Pt电极(21mAmg-1)的5.48倍,并具有较好的稳定性；对苯甲醇选择性氧化生成苯甲酸反应的转化率和选择性分别达到92％和100％,且催化剂可多次循环使用。
　　 3.设计合成了含硅氧烷端基的功能化离子液体[Si—mim][Cl],并对其高温石墨化制备碳材料。进一步利用阴离子交换法合成了石墨碳／Pt纳米粒子复合材料,并对其甲醇的电化学氧化反应的催化进行表征。