纳米金/琼脂糖复合凝胶制备及其催化性能

以琼脂糖作为模板、稳定剂和还原剂,通过一步法合成了纳米金粒子及纳米金/琼脂糖复合凝胶,对纳米金粒子进行了表征,并以对硝基苯酚催化还原为模型反应研究了纳米金/琼脂糖复合凝胶的催化性能.结果表明,纳米金粒子为球状,粒径为1~10nm,分布较均一;纳米金/琼脂糖复合凝胶表现出明显的催化活性,在实验条件下完全反应时间约为30min.在重复利用实验中,该复合凝胶的催化性能随使用次数增多有一定下降.通过琼脂糖和氯金酸一步法制备纳米金/琼脂糖复合凝胶,方法简单、使用方便、后处理容易,为新型纳米金属催化剂的设计、合成及应用提供了新的思路.     

铋/炭纳米粒子的合成及其催化还原对硝基苯酚

以纳米炭球为载体,采用一步液相还原法合成Bi/C纳米催化材料,并利用XRD、EDX、XPS、SEM和TEM对产物的物相、组成、形貌和元素化学态进行详细表征。结果表明:通过该方法成功合成粒径为3-5 nm的金属Bi纳米粒子,该纳米粒子均匀地负载在纳米炭球表面上,无明显团聚现象。所得到的Bi/C纳米复合粒子对硼氢化钠还原对硝基苯酚(4-NP)具有明显的催化活性;当Bi负载量为26.5 wt.%时,该反应在室温下的反应速率常数可达到0.204min-1;通过阿仑尼乌斯方程得到的表观活化能为39 k J·mol-1。与常见的贵金属催化剂相比,该Bi/C纳米复合粒子具有价格低廉、合成简单以及活性较高的优点。     

水合肼法催化还原邻硝基对甲基苯酚的研究

研究了以自制的Raney Ni、Pd/C（1%）、Fe-Al/C、FeO（OH）/C为催化剂的水合肼法还原邻硝基对甲基苯酚。确定了各催化剂的重复使用次数,考察了反应温度、反应时间、水合肼的用量等工艺条件对反应的影响,并对结果进行了分析,在各催化剂的最佳实验条件下,产品邻氨基对甲基苯酚的产率均大于92%。     

碳包覆铜纳米粒子电化学催化性的初步研究

利用碳包覆铜纳米粒子修饰的玻碳电极作为工作电极,用循环伏安法测试对硝基苯酚在碱性水溶液中的电化学行为.通过对不同浓度溶液和以不同速度扫描,并与裸玻碳电极扫描结果比较,表明碳包覆铜纳米粒子具有良好的电化学催化性能,显著提高了对硝基苯酚的反应活性.     

对氨基苯酚的合成研究

以对硝基苯酚为原料,用雷尼镍做催化剂,用水合肼还原反应合成对氨基苯酚,并考察了最佳反应条件,以便为工业生产提供可靠的数据.反应最佳工艺条件为:n(对硝基苯酚)∶n(水合肼)为1∶2,雷尼镍10 g/mol,反应温度77.5 ℃,反应时间为3 h,产物收率可达82.3%,纯度可达98.5%.     

银纳米粒子/聚多巴胺微球的制备及催化性能

利用多巴胺在碱性醇/水体系中的氧化自聚反应制备得到粒径均一的聚多巴胺纳米微球(polydopamine spheres,PDS),并进一步利用PDS结构中儿茶酚胺的还原性,原位还原硝酸银负载银纳米粒子,建立了银纳米粒子/聚多巴胺微球(Ag nanoparticles loaded PDS,AgNPs/PDS)的简单制备方法。利用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和电化学溶出伏安法对PDS及AgNPs/PDS的形貌、结构及成分进行分析。在最优条件下,粒径约为40nm的球形AgNPs均匀固载在平均粒径约为200nm的PDS表面。通过紫外-可见吸收光谱现场监测了AgNPs/PDS对硼氢化钠还原4-硝基苯酚(4-nitrophenol,4-NP)的催化作用,结果表明AgNPs/PDS极大地加速了4-NP的还原反应。这种绿色、简单、快捷的复合材料制备方法有望为新型功能材料构建提供新途径。     

对硝基苯乙醇醚的合成新工艺优化

提出以对硝基苯酚和环氧乙烷为原料,在碱性催化剂作用下合成对硝基苯乙醇醚的新工艺.探讨了影响其质量和产率的各种因素,得到最佳工艺条件为:摩尔比为对硝基苯酚∶环氧乙烷=1.03～1.05,反应平均温度为110℃左右,催化剂加入量为对硝基苯酚的3%,采用乙醇和水的混合物进行处理,产品收率可达到87%左右.试验结果表明:此方法优于国内外文献报道的其他合成方法,收率高、成本低、产品纯度高,适合于工业化生产.     

磁响应氧化石墨烯纳米材料的合成与表征

通过改进的Hummers法和超声共沉淀法分别制备了氧化石墨烯(GO)和Fe_3O_4纳米粒子,经过羟基化、氨基化对Fe_3O_4纳米粒子进行改性,最后通过酰胺反应使GO和Fe_3O_4-NH_2纳米粒子发生反应得到磁性氧化石墨烯纳米材料(MGO)。研究了Fe_3O_4纳米粒子超声共沉淀温度和Fe_3O_4-OH羟基化水解时间对制备的磁性粒子的影响。结果表明:当反应温度为30℃时制备出的Fe_3O_4纳米粒子粒径较小,为7～13 nm,形状规则性更好;当水解时间为6 h时,在Fe_3O_4粒子表面包覆SiO_2同时羟基化,结果显示具有更好的包覆完整度及合适的包覆层厚度;在活化剂EDC和NHS存在的条件下,氧化石墨烯和改性后的Fe_3O_4纳米粒子发生酰胺反应,成功制备出MGO。     

磁性二氧化硅纳米粒子的制备及性能

为了克服磁性四氧化三铁纳米粒子易团聚、易氧化、耐酸性差等缺点,提高其在催化剂、靶向药物载体、生物分离、核磁共振成像、磁热疗等领域的利用效率,采用共沉淀法合成了四氧化三铁纳米粒子,然后以其为核用Stber法制备出二氧化硅包覆四氧化三铁的复合纳米粒子. 对包覆前及包覆后的磁性纳米粒子分别进行了X射线衍射、透射电子显微镜、振动样品磁强计的表征,并研究了二氧化硅的包覆对四氧化三铁纳米粒子磁性和耐酸性的影响. 实验结果表明:磁性四氧化三铁及磁性二氧化硅纳米粒子的粒径分别为约20 nm和40 nm;磁性四氧化三铁的磁饱和强度为5.7 emu/g,磁性二氧化硅纳米粒子的磁饱和强度也达到5.1 emu/g;此外,在稍微降低磁性的条件下,表面二氧化硅的包覆显著改善了四氧化三铁纳米粒子的分散性和耐酸性.     

一维Cu-Au纳米异质结构制备及催化性能研究

以铜纳米线(CuNWs)为牺牲模板,通过改进的置换反应并结合柯肯达尔效应制备一系列一维Cu-Au纳米异质结构,借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等技术探究产物的表面形貌、微观结构及组成。与采用硬模板法制备的一维金属纳米异质结构相比,该方法仅仅通过改变反应物中铜与金的摩尔比就能获得不同形貌的一维铜基纳米异质结构。此外,将这些纳米异质结构材料作为催化剂催化还原对硝基苯酚,其催化性能优于单纯的Cu NWs催化剂。其中多孔Cu-Au纳米管由于其特殊的空心多孔结构与组分协同作用,表现出最优异的催化活性。     

导向药物用纳米Fe3O4磁性粒子的制备及表征

采用化学共沉淀法先生成Fe3O4微粒，再将其分散于含有表面活性剂的水中的方法制备了纳米Fe3O4磁性粒子．通过双层表面活性剂包覆可使Fe3O4磁性粒子稳定分散于水中而不聚集．在反应溶液pH值为11～12，温度为60℃及油酸钠为第1层表面活性剂，十二烷基苯磺酸钠为第2层表面活性剂的条件下制备了粒径为36nm的Fe3O4磁性粒子．实验结果表明：反应溶液pH值和表面活性剂是影响Fe3O4磁性粒子稳定性、粒径和饱和磁化强度的主要因素；利用XRD和IR证实了Fe3O4磁性粒子中存在Fe3O4和表面活性刺结构．所制备的纳米级Fe3O4磁性粒子可用作导向药物的磁载体．     

基于巯基己烷和纳米金组装的酪氨酸酶传感器的研制

通过自组装技术构制了一种简单有效的电流型酪氨酸酶传感器.该法先通过1,6二巯基己烷在金电极表面自组装形成有机单层,进而通过巯基与纳米金的强力相互作用将纳米金结合到电极表面形成纳米金层,最后借助纳米金的吸附作用将酪氨酸酶固定在电极表面.结果表明,酪氨酸酶能很好地保持其生物活性,所构制的传感器达到95%稳定状态电流的时间在10 s以内,3种酚类化合物测定的灵敏度顺序为:邻苯二酚>苯酚>对甲基苯酚.另外,对表观米氏常数(Kmapp)和酶电极的稳定性也进行了考察.     

正交法合成邻硝基苯酚最佳反应条件实验探讨

以苯酚硝酸钠和浓硫酸为原料，合成邻硝基苯酚和对硝基苯酚，产率一般很低，讨论了以硝酸钠和浓硫酸为原料，在醋酸介质下进行硝化反应合成邻硝基苯酚同时提取对硝基苯酚。通过正交法确定最佳反应条件，并对实验结果进行讨论。     

纳米金的制备及形态控制研究

利用银镜反应原理,使用葡萄糖作为还原剂还原氯金酸,在表面活性剂存在条件下制备单分散Au纳米粒子。使用紫外-可见光谱研究在反应体系中添加表面活性剂对于所制备产物的形貌尺寸,稳定性产生的影响。结果表明:阴离子及非离子表面活性剂的添加有利于减缓银镜反应速度,阴离子型表面活性剂体系可获得尺寸为15nm Au纳米粒子,并呈现一定的分散性;在非离子型表面活性剂体系中可获得5~10nm球形Au纳米粒子,分散性较好。     

KOH/AC催化合成对硝基苯甲醚的研究

考察了以碳酸二甲酯与对硝基苯酚在固体碱催化剂上液相合成对硝基苯甲醚的过程。研究结果表明：以活性炭（AC）为载体,以KOH为活性组分,当活性组分负载量达到20%（质量分数）时催化剂具有最高的活性和选择性。采用CO2-TPD对KOH/AC的性质进行了表征,结果表明KOH/AC催化剂的碱强度随KOH负载量的增加而增加,当KOH负载量超过20%时催化剂的碱强度开始降低。考察了反应温度,反应时间,原料配比,催化剂用量等因素对对硝基苯酚转化率和对硝基苯甲醚选择性的影响。在最佳反应条件下：反应温度393 K、反应时间2 h、n（DMC）∶n（p-nitrophenol）=10∶1,对硝基苯酚转化率和对硝基苯甲醚选择性都可以达到99%以上。     

稻壳二氧化硅负载铁催化剂对苯酚双氧水羟化反应的催化活性

利用稻壳热解法制备出无定形二氧化硅（Rice Husks Silica,RHS）,以其为载体,通过浸渍法制得负载铁催化剂Fe3＋/RHS,并将该催化剂用于催化苯酚双氧水直接羟基化反应。研究了催化剂的具体制备条件,反应时间、反应温度和催化剂用量对催化反应效果的影响。HPLC对苯酚双氧水羟基化反应的结果进行监测。结果表明：当m（苯酚）=1.88g,n（苯酚）∶n（H2O2）=1∶1,溶剂为10mL水时,催化剂（Fe3＋/RHS）最佳用量为30mg,反应最佳温度为65-70℃,反应结束时间为60min。在相同反应条件下,该负载铁催化剂对苯酚羟化反应的催化效果优于其他几种催化剂。     

4-苯硫基苯酚的合成及表征

以苯硫酚钠和对硝基氯苯为原料,经过取代、还原、重氮化、水解4步反应,最终合成了4-苯硫基苯酚,通过单因素实验确定了还原反应的较佳条件是:原料配比n(4-硝基二苯硫醚):n(水合肼)=1:2.5,催化剂三氯化铁用量为4-硝基二苯硫醚质量的3.0%,反应温度70℃,反应时间4.5h。目标产物4-苯硫基苯酚总收率约为64%,纯度为95%。目标产物的结构通过IR、GC-MS和1 H NMR进行了确证。     

Fe_3O_4-Au功能纳米复合材料的制备及催化性能

本文采用多步合成的方法制备出Fe_3O_4-Au功能纳米复合材料,通过SEM、UV-VIS等对样品形貌、光学性能进行了表征,并将其作为催化剂研究其催化性能。结果表明:当Fe_3O_4-Au功能纳米复合材料作为催化剂时,对硝基苯酚的降解率99%,反应速率常数为0.183 s-1。并且在重复使用8次之后降解率仍能达到98%以上。因此,Fe_3O_4-Au功能纳米复合材料在水处理领域有广阔的实际应用前景。     

KOH/AC催化合成对硝基苯甲醚的研究

考察了以碳酸二甲酯与对硝基苯酚在固体碱催化剂上液相合成对硝基苯甲醚的过程.研究结果表明:以活性炭(AC)为载体,以KOH为活性组分,当活性组分负载量达到20%(质量分数)时催化剂具有最高的活性和选择性.采用CO2-TPD对KOH/AC的性质进行了表征,结果表明KOH/AC催化剂的碱强度随KOH负载量的增加而增加,当KOH负载量超过20%时催化剂的碱强度开始降低.考察了反应温度,反应时间,原料配比,催化剂用量等因素对对硝基苯酚转化率和对硝基苯甲醚选择性的影响.在最佳反应条件下:反应温度393K、反应时间2h、n(DMC)∶n(p-nitrophenol)=10∶1,对硝基苯酚转化率和对硝基苯甲醚选择性都可以达到99%以上.     

Fe_3O_4/AuNPs磁性复合粒子的制备与表征

通过溶剂热法合成了较大粒径的磁性Fe3O4纳米粒子,使用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)在乙醇/异丙醇体系中将其表面功能化一层氨基,随后将金纳米粒子(Au NPs)自组装于Fe3O4粒子表面,得到了Fe3O4/Au NPs纳米粒子;采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和紫外-可见光吸收光谱仪(UV-Vis)对复合粒子的形态、结构及性质进行表征.结果表明:所制备的Fe3O4磁纳米粒子粒径均一,平均粒径约为250 nm,形状几乎都呈球形,磁性Fe3O4/Au NPs复合粒子包覆均匀、具有良好的的分散性和磁化率,同时兼有磁性和金纳米粒子的特性.