论文总字数：18263字

摘 要

近些年来，在实际运用需求的推动下，纳米金属材料的研究以及运用得到了长足的发展。关于纳米金属材料的形貌控制领域涌现出许多有意义的工作，分支结构的纳米金属材料作为新兴的一个热点，由于其高密度的边、角及附着于臂上的原子，具有很大的比表面积以及极高的面积比活性（每单位表面积的活性大小），催化活性在本质上得到增强，对于开发新一代高效催化剂具有重要意义。

本文对分支结构的Rh-Pd合金纳米材料的制备条件、反应机理、相对于传统催化剂的优势以及应用前景做了简要介绍。使用K₂PdCl₄与醋酸铑二聚物作为原料，以CTAB、AA作为表面活性剂，通过溶胶-凝胶法制得产物，并对分支结构的Rh-Pd合金纳米材料进行扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外光谱（UV-Vis）等分析仪器进行晶型、表面形貌和各种性质表征，并对其生长机理进行了初步探讨。

关键词：溶胶-凝胶法，纳米材料，Rh，Pd，分支结构，催化。

Synthesis of branched structure Rh-Pd alloy nanomaterials

Abstract

In recent years, in the practical application demand driven nano-materials research and the use of metal has been considerable development. Morphology Control on the field of nano-metal material emerged in many meaningful work, nano-metal material as a new branch structure of a hot spot, due to its high density of edges, corners and attached to the arm of the atom, with a great ratio surface area and a high specific activity area (per unit surface area of the active size), the catalytic activity is enhanced in essence, a new generation of highly efficient catalysts for the development of great significance.

In this paper, the preparation conditions of Rh-Pd alloy nano-materials branch structure, reaction mechanism, with respect to the advantages and the prospect of using conventional catalysts are briefly introduced. Use K₂PdCl₄ and rhodium acetate dimer as raw material, CTAB, AA as a surfactant, by a sol - gel method product, and Rh-Pd alloy nanomaterial branched structure by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscope (TEM), ultraviolet spectroscopy (UV-Vis) and other analytical instruments polymorphs, surface morphology and to characterize various properties, and a preliminary study on the growth mechanism.

Key Words: sol - gel method, nano-materials, Rh, Pd, branch structure, catalytic.

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 文献综述 1

1.1 纳米金属材料简介 1

1.2 纳米金属材料研究进展 2

1.3 纳米金属材料合成方法 7

1.3.1 水热法 7

1.3.2 溶胶-凝胶法 8

1.3.3 模板法 10

1.3.4 胶体粒子晶种法 10

1.3.5 共沉淀法 10

1.4 小结 11

1.5 本论文研究内容及创新点 12

1.5.1 研究内容 12

1.5.2 创新点 12

第2章 分支结构的Rh-Pd合金纳米材料制备及表征 13

2.1 实验试剂、仪器及表征设备 13

2.1.1 实验试剂 13

2.1.2 实验仪器 14

2.1.3 表征仪器 14

2.2 分支结构的Rh-Pd合金纳米材料的制备 15

2.2.1 合成Pd分支 15

2.2.2 合成Pd@Rh 15

2.3 分支结构的Rh-Pd合金纳米材料的表征结果 16

2.3.1 扫描电子显微镜表征 16

2.3.2 透射电子显微镜表征 17

2.3.3 X射线衍射表征 18

2.3.4 紫外可见吸收光谱表征 19

2.4 实验结论 19

2.5 展望 20

参考文献 21

致 谢 24

第1章 文献综述

1.1 纳米金属材料简介

20世纪以来，纳米技术的出现使得人类在科学研究的各领域取得突破性进展，如生命科学、宇航、工业等。作为纳米技术的基石，纳米材料的尺寸处于纳米量级，性质（见表1.1）与宏观材料迥然不同^[1]。纳米金属材料（如铂、钯、铑等）得到了广泛的运用。其优异的光、电、磁和催化性能，在光电、成像、传感器和催化等领域得到了广泛应用，极大地促进了社会物质文明的发展。研究者们极大地关心各种影响纳米金属材料催化性能的因素（见表1.2），对于其形貌合成、催化性能的研究得到了长足的发展。

从本质上而言，纳米金属颗粒裸露的晶面是影响其催化性能的决定性因素。特定形貌的纳米粒子具有独特的晶面种类和数目，晶面上原子排布、电子结构会有很大差异。在反应中，不同晶面具有不同的吸附、脱附能力，其反应动力学参数不同，最终表现为催化剂的选择性、活性的差异化。因此，为了获得理想的催化性能，对纳米金属材料的形貌和尺寸进行精确化控制成为必经之路。

表 1.1 纳米材料具有的独特性质

表 1.2 影响纳米金属材料催化活性的因素

1.2 纳米金属材料研究进展

为了开发出催化性能优异的催化剂，对纳米金属材料进行尺寸、形貌以及组分的设计和调控合成最为便捷有效途径。近些年来，在纳米金属材料的形貌调控合成领域中，研究者们做出了许多有意义的工作，对多种纳米金属材料的制备方法做了进一步发展及改进，已经成功制备出贵金属纳米线、纳米片、树枝状晶体、壳核结构等结构，并在研究纳米金属颗粒形貌和结构对其光电催化性能的影响的基础上，进一步对其生长和催化机理进行研究。

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