探析等离子体水相还原贵金属离子研究

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1、天津大学硕士学位论文等离子体水相还原贵金属离子研究姓名：沈健申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘昌俊20090601摘要等离子体还原是一种新型的、绿色环保的还原过程。与传统的化学还原制备金属纳米颗粒的方法相比，等离子体还原无需化学还原剂参与；得到的纳米金属颗粒粒径小、催化活性好。本文主要从原理方面对等离子体水相还原金属离子进行研究。等离子体水相还原金属离子是制备金属纳米颗粒的一种新颖的方法。本文分别选择了氯金酸和硝酸钯水溶液作为研究对象，主要是考虑到金和钯的纳米颗粒在催化领域、生物传感、

2、光学、材料改进等方面有着广泛的应用。实验采用氩辉光放电等离子体水相还原贵金属离子，相对于采用化学还原剂来说，还原速度更快。且还原过程是高能电子作用的过程，减少了废弃物的排放，因此具有很好的应用前景。对氯金酸水溶液以及金纳米颗粒采用了紫外吸收光谱、透射电镜(TEM)、离子色谱、原子吸收光谱、pH酸度计等手段进行表征；对硝酸钯水溶液采用了离子色谱、原子吸收、pH酸度计等手段表征。根据表征结果，可以看出氯金酸的水溶液在还原后，水相中只存在未转化的氯金酸，而没有其他的金氯合物存在，被转化氯金酸完全被还原

3、成金；获得的金纳米颗粒粒径小、分散性好。等离子体还原氯金酸和硝酸钯是一个在液体表面进行氧化还原处理的过程。结合氩辉光放电等离子体处理离子液体的稳定性实验，可以认为氩辉光放电等离子体提供了高能电子。在处理的过程中，贵金属离子接受了高能电子，并被还原成金属单质。同时溶液中的其他离子或者分子作为供电子体提供电子到体系中，从而维持整个过程中的电子守恒。关键词：氯金酸，硝酸钯，还原，水相，辉光放电，等离子体ABSTRACTPlasmareductionisanovelgreenchemistryreduc

4、tionprocess．Comparingtoconventionalchemicalreduction，plasmareductionrequiresnohazardousreducingagents．Themetallicnanoparticlegottenbyplasmareductionissmallerandhashighercatalystactivity．Inthispaper，wehadaprinciplesstudyonplasmareductionofmetallicioni

5、nwatersolution．PlasmareductionofmetallicioninwatersolutioniSanovelmethodofmetallicnanoparticlepreparation．WechoseHAuChandPd(N03)2tostudy,forgoldandpalladiumhavingawideuseincatalysisfield，bio—sensor,optics，materialetc．WeusedArglow—dischargeplasmatored

6、ucenoblemetallicioninourexperiment．ThisArglow—dischargeplasmareductionwasafasterreductionprocesswithhigh—energyelectroneffectandproducedlesswaste，comparingtoconventionalchemicalreduction．’Weusedultravioletabsorptionspectrum，TEM，IonChromatography,Atom

7、icAbsorptionSpectrometry,pHAcidimetertocharacterizeHAuChaqueoussolutionandgoldnanoparticles．WealsousedIonChromatography，AtomicAbsorptionSpectrometry,pHAcidimetertocharacterizePd(N03)2aqueoussolution．Withtheresultsofcharacterizations，weconfirmedthatth

8、erewasonlyapartofHAuChremaininginwatersolution．andtheHAuCl4havingbeenreducedallformedgoldparticles．Thesegoldnanoparticleshadverysmallsizeanddispersedverywell．TheplasmareductionofHAuCl4andPd(N03)2wasaredoxprocessonliquidsurface．Withtheresultsofstabili