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贵金属纳米粒子/金属有机骨架复合物的制备与应用进展*

2021-04-20鲍伶香孙成辉庞思平

功能材料 2021年3期

鲍伶香,孙成辉,庞思平

(北京理工大学 材料学院,北京 100081)

0 引 言

贵金属纳米粒子(Au、Ag、Pt、Pd等)能表现出小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等纳米效应,具有与块状贵金属不同的独特的光性质、电性质、热性质和催化性能等,在催化、光学、电子等领域有着广阔的应用前景[1]。如银纳米线因其独特的量子性质可用作纳米设备的连接线,满足高比表面积、小直径和均匀取向等要求。而贵金属本身就具有良好的催化活性,贵金属纳米粒子尺寸小,表面与体积比的分数大,可以提供大量的活性位点,因此是活性、选择性更优异的催化剂。然而,高比表面积和高表面能,导致贵金属纳米粒子的热稳定性急剧降低,使其极易发生团聚而失活。因此,贵金属纳米粒子的形状和尺寸控制是实现高反应性的关键[2]。

各种制备方法已被用来获得单分散的、小尺寸的金属纳米粒子。为了控制金属纳米粒子的成核和生长,引入有机表面活性剂(PVP等)作为表面封端[3-4];另一种方法则是利用多孔材料(沸石、介孔硅酸铝、活性炭等)作为载体,制备稳定性强、粒子均匀的金属纳米粒子[5-7]。特别地,金属有机骨架(MOF)具有结构多样、比表面积大、高孔隙率和孔径可调等特点,成为备受关注的载体材料[8-9]。以MOFs为载体制备贵金属纳米粒子/金属有机骨架复合物,既能避免纳米粒子的团聚,又可控制纳米粒子的尺寸。此外,MOF可以提供额外的活性位点,与封装的贵金属纳米粒子协同作用;因此,这类复合物可以表现出不同于其成分的特性。……

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