导电高分子基贵金属纳米催化剂的合成及应用

合成具有不同形貌聚苯胺及其衍生物微/纳米材料或选取具有功能取代基的苯胺衍生物单体，利用其与贵金属盐（金、银以及钯盐等）之间的氧化还原活性制备聚苯胺及其衍生物负载的贵金属纳米粒子，以表面活性剂调控粒子的大小以及形貌，筛选出小粒径、高稳定性导电聚合物负载的贵金属纳米催化剂，并将之应用于葡萄糖氧化、醇选择性氧化、乙烯环氧化、Suzuki-Miyaura以及Heck偶联反应等重要有机催化反应。系统研究导电聚合物以及导电聚合物负载贵金属纳米粒子的形貌构筑规律，重点探讨导电聚合物载体的形貌、贵金属与聚合物的结合特性等关键因素对催化剂性能的影响。根据实验结果深入研究导电高分子形貌调控以及贵金属催化反应机理，并进行规律性总结，为导电高分子形貌构筑以及导电高分子在贵金属纳米催化剂领域的应用提供理论基础。

青年科学基金紧密围绕项目目标，建立了系列高性能导电高分子负载型贵金属纳米催化剂构筑新方法，阐明导电高分子负载型贵金属纳米催化剂的反应机制及调控规律，揭示了催化剂结构与性能之间的关联。一方面，利用功能导电高分子单体或导电高分子与贵金属离子（金、银以及钯等）之间的氧化还原活性一步法制备导电高分子负载型贵金属纳米催化剂，通过改变实验参数调控催化剂粒子的大小以及形貌，筛选出小粒径、高稳定导电高分子负载型贵金属纳米催化剂，并将之应用于有机催化、电催化等领域中；另一方面，进一步引入介孔二氧化硅结构，介孔二氧化硅外壳提供分子通道，其纳米空间的存在有效控制催化剂粒子的聚集，同时有利于反应分子与催化剂的充分接触从而增加催化效率，阐明聚苯胺负载贵金属纳米催化剂在有机反应中的催化特性，揭示构效关系，为拓展导电高分子在贵金属纳米催化剂领域的应用提供理论基础，并发展新型、高效功能性贵金属纳米催化剂。在本基金的支持下，已发表影响因子大于3.0的SCI论文10篇，申请专利2项，已获授权一项。