铂纳米颗粒的可见光化学制备及其对p-硝基苯酚催化还原反应

在可见光照射下,以乙二醇(EG)作为还原剂和稳定剂,在多壁碳纳米管(MWCNTs)上一步合成了铂纳米颗粒,成功制备Pt/MWCNTs复合材料,并通过p-硝基苯酚(p-NP)的催化还原反应研究了Pt/MWCNTs的催化性能。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对所制备材料的形貌和晶体结构进行了表征。实验结果显示,可见光照射促进了EG水溶液中[PtCl_(4)]^(2-)前驱体的水解。通过金属界面的电子效应,铂前驱体被还原成了均匀分散的平均直径2.1 nm的超小颗粒Pt(Pt ultra-small particles,Pt UPs)。所制备的Pt/MWCNTs能有效地催化p-NP还原为p-氨基苯酚(p-AP),表现出较高的催化性能,其表观速率常数为0.25 min-^(1)。Pt/MWCNTs多次使用后没有显著的活性损失,显示出了良好的稳定性。上述实验结果证明,除了传统的紫外光照射等手段以外,可见光照射也同样是制备铂金属催化剂非常有效的方法。而且,催化剂的形貌控制也完全可以通过简单而非复杂的实验条件加以实现。

可见光辅助钯纳米催化剂的制备及应用研究

利用湿化学法的可见光动力学控制策略,在未添加表面活性剂的乙二醇水溶液体系中,以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,通过一步法合成了钯多晶纳米催化剂,其平均粒径为16.5 nm.并通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)完成了催化剂的微结构、组成和形貌的表征研究.结果表明,在可见光辅助下,乙二醇可以作为还原剂和稳定剂来制备纳米催化剂.由于金属的界面电子效应的影响,钯前驱体倾向于形成粒径比较大的多晶状颗粒.在对硝基苯酚(p-NP)的还原反应中,该催化剂的活化能为29.29 kJ/mol,室温下速率常数为0.2484 min^-1,显示出了较高的催化活性.

光化学法一步可控合成超细铂铜纳米催化剂

以可见光作为冷光源,多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,在聚乙二醇(PEG)的水溶液体系中用简单的一步法可控合成了超细铂铜纳米催化剂,并就其在对硝基苯酚(p-NP)还原反应中的催化活性进行了研究.透射电子显微镜(TEM)图显示该催化剂为分散均匀的球状超细铂铜纳米粒子,平均粒径为0.99 nm.X射线衍射(XRD)表征结果显示催化剂的衍射峰介于Pt(fcc)和Cu(fcc)标准衍射峰之间,这说明该催化剂中Pt与Cu以面心立方晶格(fcc)结构的合金形式存在.X射线光电子能谱(XPS)结果证明该催化剂主要以PtCu双金属的同质结构形式存在,但还有少量Pt^(Ⅱ)和Cu^(Ⅱ)氧化态物质,这与少量Pt^(0)和Cu^(0)纳米粒子的自催化氧化有关.研究表明,当Pt∶Cu的摩尔比为1∶1,反应溶液的pH值为10时,在350~455 nm可见光的照射下合成的催化剂对p-NP的反应速率常数为0.92 min^(-1),是铂/多壁碳纳米管(Pt/MWCNTs)催化剂的2倍,且稳定性良好.可见光照加速了反应体系的水解速率,影响了水解产物的物种分布.同时,由于双金属催化剂中一定量Cu原子的引入压缩了原来的Pt晶格,这种晶格应变及双金属的协同作用影响了催化剂的选择性和活性.