过渡金属取代型杂多酸光催化法制备纳米金及其修饰电极电化学行为

摘要

合成了4种不同过渡金属取代的Keggin结构杂多化合物PW<,11>M(M=Fe<'3+>、Zn<'2+>、Ni<'2+>、Cu<'2+>)，以其为光催化还原剂，采用液相光化学法制备得到了金纳米溶胶，总结和比较了不同过渡金属取代的Keggin结构杂多化合物的光催化效率以及对金纳米形貌的影响，发现：PW<,11>Fe(Zn)的光催化反应速率大于PW<,11>Ni(Cu)光催化反应速率，以PW<,11>Fe(zn)为光催化剂，很容易得到均匀、稳定，分散性好的球形金纳米粒子；而以PW<,11>Ni(Cu)为光催化剂时，形成纳米金的速度较慢，且除了球形粒子外，还生成了三角形/六边形及其他不规则纳米粒子，溶胶的稳定性也不如前两者。 考察了紫外光照时间、异丙醇用量以及PW<,11>M用量对制备金纳米粒子的影响，得到：(1)对于催化反应速率较快的PW<,11>Fe(Zn)催化体系，适当延长紫外光照时间或增加PW<,11>M用量，有利于金纳米粒子的形貌完整和分散性、稳定性的提高，但增加异丙醇用量对纳米金的形成及形貌影响不大。(2)对于光催化速率较慢的PW<,11>Ni(Cu)催化体系，增加异丙醇用量有利于提高纳米金的形成速度及形貌的完整。因此，在异丙醇足量情况下，适当增加PW<,11>M浓度或紫外光照时间，也可以得到粒径分布窄，分散性能好而均匀的球形纳米粒子。 采用循环伏安法考察了。PW<,11>M-NG/PVP/GC自组装单层膜和多层膜修饰电极的电化学行为，由酸性介质中的CV曲线可见其仍保持了Keggin结构磷钨酸的三对特征氧化还原峰，说明M自身没有发生电极反应，而不同的PW<,11>M-NG/PVP/GC电化学行为有所不同，说明M对杂多酸的性质有一定的影响；但4种修饰电极对NO<'-><,2>和H<,2>O<,2>均具有良好的电催化作用。 以上实验结果表明：采用过渡金属取代的Keggin结构杂多化合物作为光催化还原剂制备金纳米粒子，方法简单，且可通过改变过渡金属种类和实验条件控制纳米粒子的形成速度和形貌；另一方面值得注意的是，合成的金纳米粒子被赋予了杂多酸的功能特性，制作得到的杂多酸/纳米金/修饰电极具有良好的电化学行为，且电极制作方便，稳定性好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2Keggin杂多化合物结构及其应用

1.2.1 Keggin杂多化合物的结构

1.2.2Keggin结构杂多化合物的性质及其应用

1.3光化学还原法制备金属纳米粒子

1.3.1光化学还原法制备金属纳米粒子机理

1.3.2杂多化合物光催化还原法制备金属纳米粒子

1.4本课题的目的和研究内容

参考文献

第二章PW11M光催化还原法制备金纳米粒子及其影响因素

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1仪器与试剂

2.2.2不同过渡金属杂多化合物PW11M的合成与表征

2.2.3金纳米粒子的制备方法和表征手段

2.3结果与讨论

2.3.1金纳米粒子的形成及形貌

2.3.2PW11M光催化还原法制备金纳米粒子的影响因素

2.4本章小结

参考文献

第三章PW11M-NG修饰电极的电化学及电催化性能

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1试剂与仪器

3.2.2PW11M-NG/PVP自组装膜修饰电极的制备

3.3结果与讨论

3.3.1 PW11M-NG/PVP自组装膜修饰电极电化学行为

3.3.2PW11M-NG/PVP自组装修饰电极的电催化行为

3.4本章小结

参考文献

结论

硕士学习期间发表和交流的论文

致谢