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负载于聚合物-无机复合材料上的银纳米粒子合成及其调控催化活性

DOI：10.3390/polym11030401 期刊：Polymers 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 17:03:37
摘要： 我们提出了一种制备聚合物-二氧化钛复合微凝胶的新方法。这些微凝胶是通过在乙醇/乙腈混合溶剂体系中，以聚(苯乙烯-co-N-异丙基丙烯酰胺)/聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸)（P(St-NIPAM)/P(NIPAM-co-MAA)）为核组分，原位水解和缩合四丁醇钛（TBOT）制得的。通过氢氧化钠催化的氨性银溶液在乙醇中的还原反应，可控制备银纳米粒子（AgNPs）负载于聚合物-二氧化钛复合微凝胶上。结果表明，由于三维聚合物微凝胶网络中引入了刚性的O-Ti-O链，P(St-NIPAM)/P(NIPAM-co-MAA)-TiO?（聚合物-二氧化钛）有机-无机复合微凝胶的热敏感性低于纯聚合物凝胶。通过调节[Ag(NH?)?]?初始浓度可控制银纳米粒子的尺寸及其负载量。改变环境温度可调谐P(St-NIPAM)/P(NIPAM-co-MAA)-TiO?/Ag（聚合物-二氧化钛/银）复合微凝胶的表面等离子体共振（SPR）谱带。我们研究了该复合微凝胶在硼氢化钠还原4-硝基苯酚中的催化活性，证实聚合物微凝胶的有机-无机网络链不仅有利于反应物的质量传递，还能通过温度调控来调节银纳米粒子的催化活性。
作者： Sen Yan，Chunge Jiang，Jianwu Guo，Yinglan Fan，Ying Zhang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

合成聚合物-二氧化钛有机-无机复合微凝胶，并在其上负载银纳米颗粒以实现催化活性的调控，重点研究其在4-硝基苯酚还原反应中温度依赖性的催化性能。

研究成果

成功合成了具有可控银纳米颗粒尺寸和负载量的聚合物-TiO2/Ag复合微凝胶。该材料通过温度调控展现出可调的表面等离子体共振效应及增强的4-硝基苯酚还原催化活性。复合微凝胶具有良好的可重复使用性，经过四次循环后仍保持80%以上的转化率。该方法对开发热敏性复合催化剂具有重要意义。

研究不足

研究指出，由于活性位点堵塞和银纳米颗粒溶出，催化活性在多次重复使用后下降。由于刚性无机TiO?的存在，温度对光学性能的影响相对较弱。该方法在可扩展性或应用于其他反应方面可能存在局限性。

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