负载银纳米催化剂的聚多巴胺基微球的高效催化性能

摘要

利用聚多巴胺(PDA)的还原性和黏附性,成功制备了分别负载银(Ag)纳米催化剂的聚N-异丙基丙烯酰胺-聚多巴胺(PN@PDA/Ag)核壳型微球、聚苯乙烯-聚多巴胺(PS@PDA/Ag)核壳型微球和聚多巴胺(PDA/Ag)均质型微球。系统研究了PN@PDA/Ag、PS@PDA/Ag和PDA/Ag微球的微观结构、化学组成及Ag纳米颗粒的分布情况,并考察了在模型催化反应中,还原剂硼氢化钠(NaBH4)和反应物对硝基苯酚(4-NP)摩尔比对微球催化性能的影响。结果表明,3种微球均成功负载了Ag纳米催化剂,相比于两种核壳型微球,PDA/Ag微球负载Ag纳米催化剂的含量最多。随着NaBH4和4-NP摩尔比的增加,PN@PDA/Ag、PS@PDA/Ag和PDA/Ag微球对4-NP的转化率逐渐增大。在考察的摩尔比下,PDA/Ag微球均表现出比PN@PDA/Ag和PS@PDA/Ag微球更优异的催化性能。当摩尔比为500∶1时,PN@PDA/Ag、PS@PDA/Ag和PDA/Ag微球的表观反应速率常数(kapp)值分别为0.21min-1、0.35min-1和1.78min-1。PDA/Ag微球的kapp值远高于文献报道的PDA/Ag微球kapp的最大值0.35min-1。研究结果将为高效催化微球的设计和制备提供理论指导和实验基础。