氧化石墨壳聚糖多孔复合材料对金纳米粒子的负载催化研究

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1、氧化石墨/壳聚糖多孔复合材料对金纳米粒子的负载催化研究摘要：对氧化石墨和石墨烯的研究吸引了越来越多研究者的兴趣，其中比表面积超大的性质使其在吸附分离以及催化负载等领域具有重要的用途。本文采用Hummers法制备了氧化石墨，采用定向冷冻干燥法制备了壳聚糖/氧化石墨多孔复合材料。在此基础上，在复合材料上负载了贵金属金制成了催化剂并对其催化活性进行了实验对比。最后借助于扫描电镜、紫外可见分光光度计、红外光谱仪等分析仪器对样品的微观形貌和理化性质进行了表征。实验结果表明：本文成功的制备了氧化石墨烯和壳聚糖多孔材料

2、，且两者也得到了很好的结合。所制得的催化剂也有很好的催化活性。关键词：壳聚糖；氧化石墨；负载；催化ResearchontheloadingofAunanoparticlesonGO/CSPorouscompositeanditscatalysisperformanceAbstract:Graphiteoxide(GO)hasattractedmoreandmoreresearchersforitsuniquenanostructures.Thecompositesofgoldnanoparticlesan

3、dGOmaybeusedasagoodcandidateinthefieldofadsorptionandcatalyst,becauseAuparticleshavehighcatalyticactivityandtheGOhaslargespecificsurfacearea.Inthispaper,thegrapheneoxidewaspreparedbyHummersmethod,thechitosan/GOporousmaterialsbydirectionalfreeze-dryingmeth

4、od.Then,theAuparticleswereloadedonthesurfaceofGOthroughthereducingagent.Andthen,thefunctionalgroupsandelementsofobtainedGOmaterialswereanalyzedbytheinfrared,Raman,SEMandUV.Finally,thecatalyticactivityofthecompositematerialwastestedwithp-nitrophenolandsodi

5、umborohydride.TheresultsshowthattheAu/chitosan/GOcompositeswerepreparedsuccessfullyandthecompositeshavehighercatalyticactivity.Keywords:chitosan,graphemeoxide,load,catalyst目录1前言11.1壳聚糖的研究概况11.1.1壳聚糖11.1.2壳聚糖多孔材料的制备方法21.2氧化石墨研究概况31.2.1氧化石墨31.2.2氧化石墨的制备方法41

6、.3壳聚糖/氧化石墨复合材料51.4贵金属催化简介51.5本实验的研究目的和意义62实验部分72.1实验药品及仪器72.1.1实验药品72.1.2实验仪器82.2试样制备82.2.1氧化石墨的制备82.2.2壳聚糖多孔材料的制备92.2.3壳聚糖/氧化石墨的制备92.2.4复合材料负载纳米金92.2.5催化活性的检验102.3测试与表征102.3.1傅里叶变换红外光谱102.3.3紫外-可见-近红外分光光度计112.3.3扫描电镜113结果与讨论113.1氧化石墨的化学结构分析113.1.1红外吸收分析1

7、13.1.2扫描电镜观察123.2壳聚糖/氧化石墨复合材料的电镜分析133.3催化反应的紫外表征144结论14参考文献16致谢181前言随着全球工业化、信息化进程的加快，工业、科研等领域对于材料的要求与选择水平越来越高。人们希望的材料是廉价的、容易得到的而且是功能巨大应用广泛的，也就是要物美价廉用处多。壳聚糖和石墨都是都容易取得的材料原料，它们本身的多种性质使得它们具有了多种用途。而新型材料尤其是纳米复合材料的出现使物质的性能愈加优越，应用愈加广泛。百分之九十以上的工业生产都会用到催化剂。而今催化剂的发展

8、方向是效率要高、腐蚀性要低、污染要小、关键是要纳米化。纳米级催化剂的效率更高。1.1壳聚糖的研究概况1.1.1壳聚糖甲壳质(chitin)是自然界中唯一含氨基的均态多糖，其学名为β(1-4)-2-氮基-2-脱氧-D-葡萄糖[1]。它既能生物合成，又可被生物降解，所以很环保；它富含于虾、蟹和昆虫的外壳与菌类和藻类的细胞壁中，所以又很廉价易得。据报道，自然界中甲壳质的含量是纤维素的1/3，其构造与纤维素很像。它是一种很有实用价值、