磁回收高效贵金属催化剂的形貌可控制备、离子注入改性研究

利用磁性材料回收贵金属或稀土金属催化剂，是当今绿色化学和催化领域发展的重要方向之一。针对国内外基于功能铁氧体纳米材料的磁回收催化剂的发展现状，结合本课题组在该类材料及离子注入改性方面的最新进展，本项目提出开展基于功能铁氧体纳米材料的磁回收催化剂的形貌可控制备、离子注入改性及催化性能调控相关研究。结合表面修饰的形貌可控铁氧体纳米催化材料，进一步合成稳定性好、催化效率高的贵金属磁回收催化剂。采用实验与理论计算相结合方式，对复合材料通过离子注入手段进行改性，研究界面与表面结合方式对催化性能的总体影响，以Suzuki偶联反应和羟胺还原反应检测优选多元体系的催化效率，探索高效、稳定、低廉的磁可回收催化材料。该类材料可有效地突破贵金属催化材料难以回收及改性等难题，是一类具有光明前途的磁回收催化剂。磁回收催化剂的研发可望为解决人类可持续发展所面临的资源短缺等问题作出贡献。

利用磁性材料回收贵金属或稀土金属催化剂，是当今绿色化学和催化领域发展的一个重要方向之一。本项目开展基于功能铁氧体纳米材料的磁回收催化剂的形貌可控制备、离子注入改性及催化性能调控相关研究。取得如下研究结果：.1. 将离子注入运用到零维纳米材料的改性；用离子注入的方法制备出内嵌TiO2晶粒的TiO2/α-Fe2O3复合纳米颗粒；此方法制备的TiO2/α-Fe2O3磁性的增强，有望用于可分离的磁回收催化剂；该创新的制备方法有望用来制备其他复合纳米材料；.2.贵金属催化剂的研制方面，已成功合成了铁氧体-Ag，铁氧体-Au等复合催化材料，以氨基功能化的铁氧体纳米材料为种子成功合成了Fe3O4-Ag复合材料；.3.利用原位表面增强拉曼光谱技术在银纳米阵列上研究了表面等离子激元的一种新奇的应用－等离子驱动化学反应。.4.使用热蒸发过程在二氧化硅上生长的硫化镉纳米线，然后将硫化镉纳米线转移到使用光刻技术标记过的硅衬底上。通过调整注入剂量和能量得到不同掺杂浓度的纳米线，使用热退火用来修复晶格损伤以及激活杂质原子。使用离子注入对纳米线掺入一些常规手段所不能掺入的元素对于纳米线器件的发展有着积极的促进作用；.5.制备的α-Fe2O3/Ag/SiO2/SnO2复合纳米材料在混合光或纯可见光下或纯紫外光下，均表现出优越的光催化性能。而且光催化循环测试结果表明α-Fe2O3/Ag/SiO2/SnO2有很好的化学稳定性和可回收性。这种复合结构的研究有望应用于可回收光催化，气体传感器和锂电池等众多领域。