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铂(Pt)金属纳米材料因其独特的物理、化学性质而具有高效的催化性能,可控合成Pt催化剂一直是科学研究的热点问题。本论文利用可见光作为光源,K2[PtCl4]作为Pt源,在不同的溶液体系中,研究了K2[PtCl4]水解、底物在载体表面的物理和化学吸附以及动力学控制合成Pt纳米催化剂机理。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱(EDS)等多种表征手段对合成的催化剂的形貌及组成等进行了研究,并通过典型的对硝基苯酚(4-NP)还原及甲醇电催化氧化实验评估了催化剂的活性。主要工作包括以下几个方面:(1)在K2[PtCl4]水溶液中,测定了溶液在不同光照条件下酸碱度、紫外吸收光谱的变化,研究表明可见光可以促进[PtCl4]2-的水解从而影响其物种分布,且可见光的强度越大、波长越短,[PtCl4]2-中的Cl-越容易和溶液中的H2O、OH-发生配位取代反应,形成[PtCln(H2O)4-n]2-n(n≤3)、[Pt Cln(H2O)m(OH)4-n-m]m-2(n+m≤3)、[PtCln(OH)4-n]2-等Pt(II)络合物,在[PtCl4]2-水解过程中的脱氢、脱氯步骤是影响Pt纳米颗粒(Pt NPs)形貌形成的关键,因此可见光照射是实现K2[PtCl4]水解速率动力学控制的有效途径。(2)在未添加表面活性剂及还原剂的水溶液中,以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,通过可见光温和地调控反应速率,研究了K2[Pt Cl4]水解产物在MWCNTs上的负载过程。研究表明水解产物首先负载在MWCNTs表面,然后形成了平均粒径约2.04 nm的PtOx(x≤2)、Pt(OH)x(x≤4)纳米颗粒,再经过甲醇原位还原,得到了平均粒径约为2.09 nm的PtNPs,还原前后其形貌和分散度基本没有发生变化,这说明在可见光的调控作用下,PtNPs的形成可以通过负载和还原两个过程完成。(3)在可见光照射下的环糊精(CD)溶液体系中,研究了Pt NPs合成反应中不同结构的α、β、γ-CD稳定剂的作用。在该体系中,CD特殊的空腔结构可以阻止Pt NPs的聚集,其较为温和的还原性有利于Pt NPs生长成核速率的控制,合成得到了高度分散、平均粒径约1.6 nm的Pt-β-CD催化剂。在该催化剂作用下,4-NP还原反应的活化能(Ea)较低,为12.44 kJ/mol。(4)在可见光照射下的聚乙二醇(PEG)溶液体系中,当pH=10,VPEG:VH2O=1:9时,在MWCNTs表面负载了平均粒径约1.29 nm的Pt NPs。该项研究证明,K2[Pt Cl4]光照下水解产生的Pt(II)络合物与溶液中的PEG结合,形成大量成核位点,然后被原位还原,从而形成分散度高、粒径均一的纳米粒子,该催化剂在4-NP的还原反应中的反应速率常数(k)为0.6244 min-1。(5)在可见光照射下的乙二醇(EG)溶液体系中,以EG作为还原剂及溶剂,pH=7条件下获得了平均粒径约2.5 nm的Pt NPs。研究表明,负载于MWCNTs表面的Pt NPs具有良好的结晶度,在4-NP还原反应中该催化剂呈现出了较高的催化活性以及良好的稳定性。