贵金属纳米结构因其独特的物理、化学性质、丰富的形貌而具有广泛的应用前景。众所周知,贵金属纳米结构的性质由一系列物理参数来决定,这些参数包括形状、尺寸、组成及结构等。目前,科研人员己经开发很多制备技术。通过这些技术,可以设计和可控制备贵金属纳米结构以及性质,从而使他们能够在众多领域尤其是电化学催化、燃料电池、生化检测、医药及传感等方面得到应用。本论文基于伽伐尼取代和选择性刻蚀可控制备了不同形貌的中空、多孔贵金属纳米结构,探讨了其反应机理,并研究了其催化、自修复性质。主要内容分为以下三个部分:(1)Ag-Pt双金属中空纳米线的制备。通过Ag纳米颗粒和Pt(IV)之间的伽伐尼取代反应,制备了不同形貌的Ag-Pt纳米结构。系统的考察了AgN03、PDDA、TEG、NaO H对Ag-Pt纳米结构生长过程的影响,并且对合成的纳米结构进行了甲醇、乙醇电催化性能测试,结果表明:由于一维线状空心纳米结构比表面积大,活性位点多,因此具有很好的催化效果。(2)选择性刻蚀和生长制备不同形貌的Au-Pt纳米环。合成过程中溶液中的02对Au纳米颗粒具有刻蚀作用,发现其选择性的刻蚀Au纳米颗粒的外围晶棱,刻蚀导致这些部位出现了大量的高活性位点。同时,H2PtCl6被溶液中的抗坏血酸(AA)还原,生成的Pt选择性的生长在这些活性位点上,从而保护了该部位的Au不被刻蚀。因此,刻蚀转向没有P t的{111}面上。最终,大部分Au被刻蚀,形成环状纳米结构。此外,我们还考察了其它反应条件的影响,如反应时间和反应温度对最终结构的影响。(3)Au-Pt纳米环的自修复生长。以制备的Au-Pt纳米环为模板,加入不同的贵金属修复剂,例如,HAuCU、AgN03、H2PdCl4等,通过调节修复剂与还原剂(AA)的比例,实现纳米环的自修复生长。研究表明,HAuCU、AgN03作为修复剂时,原先的纳米结构可以很好的完成修复生长;H2PdCU作为修复剂,纳米结构不能完全修复。因此,要完成纳米结构的自修复生长,修复剂的选择,修复剂与还原剂比例的调控是两个关键因素。
