模板光催化法制备高催化性能铂多孔空心纳米材料

金属纳米空心材料不仅具有低密度、高比表面积、省材和价廉等优点，而且还具有优于其本体材料的催化和光学活性，在催化、传感器、光成像和光疗等领域有着广泛的应用，因而具有重要的研究意义。本项目拟采用卟啉单分散自组装纳米材料为模板，利用卟啉的光催化特性，原位还原Pt金属盐前驱体，得到具有不同形貌的单分散Pt/卟啉杂化材料。进而通过稀盐酸对中间卟啉自组装体的溶解性能，选择性的移除中间卟啉模板，得到外壳由Pt纳米颗粒组成的多孔空心纳米材料。外壳的Pt纳米颗粒提供高的比表面，内部空腔节省材料的同时提供很好的传质通道，具有高催化性能。通过优化合成条件，采用不同形貌的卟啉组装体作为模板，试图得到一系列具有不同形貌、不同空腔的空心纳米铂材料。通过控制反应条件控制Pt外壳的厚度，对外壳形成的机理进行研究，探讨金属空心材料在催化甲醇氧化等方面的应用性能。

金属纳米空心材料具有低密度、高比表面积、省材和价廉等优点，而且还具有优于其本体材料的催化活性，具有重要的研究意义。本项目首先开发了酸碱中和-胶束限域和微乳辅助-介相转移两种不同的可控自组装方法，合成了一系列不同组成、形貌、尺寸的单分散卟啉纳米晶。利用卟啉纳米晶的光催化特性，以卟啉单分散自组装纳米材料为模板，原位光催化还原Pt金属盐前驱体，得到具有不同形貌的单分散Pt/卟啉杂化材料。进而针对不同的种类卟啉通过稀盐酸或者有机溶剂对卟啉自组装体的溶解性能，选择性的移除中间卟啉模板，得到外壳由Pt纳米颗粒组成的多孔空心纳米材料。外壳的Pt纳米颗粒直径在3nm，提供高的比表面（），内部空腔节省材料的同时提供很好的传质通道。我们通过电化学的方法测定了铂空心材料在电催化甲醇氧化的效率是商用铂碳材料的-10倍，单位比表面积效率是其2-3倍。通过优化合成条件，采用不同形貌的卟啉组装体作为模板，得到一系列具有不同形貌、不同空腔的空心纳米铂材料。通过控制反应条件控制Pt外壳的厚度，对外壳形成的机理进行研究，探讨金属空心材料在催化甲醇氧化等方面的应用性能。并将这一方法扩展至Au、Ag、Pd以及贵金属合金的空心材料的可控并研究其催化效果。同时研究了不同单分散Pt/卟啉杂化材料在可见光降解有机污染物中的应用情况。