纳米钯多面体的形貌控制及催化性能研究开题报告
2020-05-02 17:09:35
1. 研究目的与意义（文献综述）
钯是航天、航空、航海、兵器和核能等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料，也是国际贵金属投资市场上的不容忽略的投资品种，在化学化工、生物医学等研究领域占有重要地位，其合成、表征和应用倍受人们青睐。
pd具有比au或ag明显高的体熔点，赋予pd纳米晶体具有优异的光热稳定性[1, 2]。pd纳米晶体因其对碳-碳偶联反应的高催化活性，汽车污染物的催化治理和甲酸的电氧化而众所周知[3, 4]。另外，同其它贵金属金、银一样，纳米钯也具有局域表面等离子共振效应（lspr)，单分散等离子体钯纳米结构可以用于等离子体增强催化和sers。当其催化作用与可见光区域的增强等离子体特性相结合时，可以出现一些pd纳米晶体的新颖应用。例如，等离子体钯纳米结构可以在没有au或ag的帮助下通过表面增强拉曼光谱来监测涉及pd的催化反应 [ 5-7]；当其消光光谱被调整在可见光区，这些具有等离子共振效应的钯纳米结构可收获太阳能以激活pd催化的化学反应[8,9]，从而提高其催化效率。第三，由于金属pd具有优异的吸氢特性，因此等离子体pd 纳米晶体也可以直接用作等离子体激元氢传感器。
金属纳米粒子的催化活性和选择性在很大程度上与粒子的尺寸和形貌有关，jin [14]通过将具有不同尺寸的pd立方体/棒固定在zno纳米线上并用于催化研究，发现较小的pd立方体/棒对于低温co氧化反应可能更好，由{100}面包围的pd立方体/棒的尺寸决定了co氧化反应的tof。zhang[17]报告了纳米钯立方体比球状更具催化活性，因其含有六个（100）晶面 ，而pd（100）表面比pd（110）和pd（111）表面催化更具活性。jin还报告了由高折射率{730}面包围的pd凹纳米立方体[21]相对于由{100}刻面包围的常规纳米立方体，甲酸的电氧化和suzuki偶联反应，pd凹纳米立方体显示出显着提高的催化活性。
2. 研究的基本内容与方案
研究方法：
采用液相合成的方法，通过对h2pdcl4的还原反应，制备不同形貌纳米钯的分散液。通过对不同表面活性剂如ctab、pvp等，络合剂如i-、br-、cl-等，还原剂如nabh4、甲醛、抗坏血酸(l-aa)的使用和比较，找出具有选择性吸附于钯的某一特定晶面的表面活性剂，使反应速率易于控制的络合剂和还原剂。先合成边长为20nm左右的纳米立方钯。再以此纳米钯为晶种，选择合适的反应温度，时间，溶液的ph值，还原剂、络合剂的用量等通过对不同晶面的沉积速率的控制来控制纳米晶的暴露面，通过对晶种或原料h2pdcl4的量控制，实现对晶粒尺寸的控制。钯的纳米棒的合成，则需要在晶种合成的过程中加以其它的金属，促使钯的孪晶种子生成，再以这些具有孪晶结构的纳米钯为晶种合成具有多尺度、长径比较大的纳米棒分散液。纳米棒的长径比通过溶液的ph可以进行调节。
3. 研究计划与安排
1-3周：完成资料查阅和开题报告。
4-12周：完成不同形貌纳米钯的合成。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]huang, x.; tang, s.; mu, x.; dai, y.; chen, g.; zhou, z.; ruan, f.; yang, z.;zheng, n. nat. nanotechnol 2011, 6, 28#8722;32.
