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聚吡咯纳米管是一种导电聚合物,具有良好的导电性能、氧化还原性质、电子传输能力和优异的稳定性,因而得到了广泛地应用。此外,聚吡咯纳米管能够通过简单的化学方法批量合成,避免了合成过程中使用高科技和精密的仪器。这些优点使得聚吡咯纳米管具有多种应用的潜力。铂、金和银等贵金属具有较强的催化活性,广泛地应用于催化各种反应。但是这些金属纳米粒子在反应中易团聚。为抑制纳米粒子的团聚,将其沉积在聚合物表面是一种常见的有效的方法。本论文利用阴离子交换和阳离子交换方法在改性的聚吡咯纳米管表面沉积Pt、Au、Ag等贵金属纳米粒子,并对这些催化剂进行了表征和催化性质的研究。本论文的主要工作内容和结论如下:(1)在聚吡咯纳米管表面接枝咪唑类基团,利用咪唑阴离子交换能力在聚吡咯纳米管表面修饰阴离子AuCl4—,继而原位还原,在聚吡咯纳米管表面沉积Au纳米粒子得到复合纳米催化剂。研究表明,该催化剂能够催化氧气的电化学还原和4-硝基苯酚的化学还原。(2)将聚吡咯纳米管表面接枝羧基,利用羧酸盐的阳离子交换能力在其表面修饰阳离子Ag+。继而原位还原,在聚吡咯纳米管表面沉积Ag纳米粒子,得到水溶性的PPyNT-COOAgNP复合材料。这种含复合材料不仅能够催化H2O2的电化学还原,并具有拉曼增强效应。对罗丹明6G的检测浓度达到10-12M,其拉曼增强因子可达6×107。(3)利用咪唑基团的阴离子交换能力和固定作用,在修饰有咪唑基团的聚吡咯纳米管表面沉积PtAu合金纳米粒子,得到PPyNT-Im-PtAu复合材料。PPyNT-Im-PtAu复合材料中Pt、Au比例可通过调节反应物中PtCl62--和AuCl4的比例加以控制。含Pt较多的催化剂(PPyNT-Im-Pt8Au2)能够很好的催化甲醇的氧化,并抑制催化剂CO中毒;含Au较多的催化剂(PPyNT-Im-Pt2Au8)能够很好的催化氧气的还原。该复合材料有望用于燃料电池和各种电化学传感器。(4)利用硅氧烷类功能离子液体作为碳材料的前驱体,一步法合成了合成了PtAu/C复合材料。[Si-pim][Cl]离子液体首先利用阴离子交换的方法与金属前驱体交换,形成[Si-pim][PtCl62-]x[AuCl4-]y,将其碳化,用HF刻蚀得到PtAu/C复合材料。该方法合成的Pt/C材料是甲醇电化学氧化的良好催化剂,同时Pt4Au1/C催化剂能够很好地催化4-硝基苯酚的还原。这种简单温和的方法有望由于更多的合金复材料的合成。