论文摘要
纳米复合材料具有不同于常规材料的物理和化学性能,成为近年来世界科学研究的热点之一。常规制备纳米复合材料的方法,在控制负载金属颗粒尺寸、尺寸分布、分散度以及金属负载量等方面存在不足之处。超临界流体沉积法（Supercritical FluidDeposition,SCFD）以介孔材料为基材,有机或无机金属化合物为前驱物,超临界二氧化碳（Supercritical Carbon Dioxide,SCCO2）为溶剂,是制备纳米复合材料的一种新方法。本文以SBA-15为基材,以无机盐为前驱物,选择合适的共溶剂,研究在SBA-15孔道中负载金属的可行性及SCFD沉积机理,并通过CO催化氧化及肉桂醛加氢反应对制备的Ag/SBA-15进行了催化活性评价,最后对SCFD中的超临界吸附模型进行了研究。本文的实验结果及结论如下:（1）以SBA-15为基材,以无机盐AgNO3为前驱物,乙醇为共溶剂,用SCFD法,在50℃,20-24MPa条件下,得到了Ag/SBA-15纳米复合材料。XRD、TEM及EDX表征发现,SBA-15孔道内负载了大量的纳米线或纳米粒子,纳米线长度可达几微米,纳米线沿孔道生长,能够随着孔道发生弯曲;负载的纳米粒子高分散性、尺寸均一,金属的负载量达19.23%。（2）以SBA-15为基材,AgNO3与Cu（NO3）2为前驱物,乙醇与乙二醇为共溶剂,用SCFD法,在50℃,20-24MPa条件下,合成了负载双金属的纳米复合材料Cu-Ag/SBA-15。经XRD与TEM表征发现,负载的Ag与Cu以纳米颗粒、纳米线共存,负载的金属纳米线分散均匀,尺寸均一。（3）在制备Ag/SBA-15的基础上,研究了负载金属Ag的生长机理。选择不同的共溶剂时,纳米颗粒或纳米线的生长机理是不同的。当以乙醇为共溶剂时,随着沉积时间的延长,负载金属的形貌分别为纳米小颗粒,纳米短线与纳米颗粒,纳米线,纳米颗粒,全部为大颗粒。当选择乙醇与乙二醇为共溶剂时,短时间内就可以形成纳米线,延长沉积时间负载Ag的纳米形态没有明显变化。由此可见,可以通过控制SCFD反应条件,控制所得纳米复合材料中纳米相的形貌。（4）除了考察沉积时间对负载金属形貌以及沉积量影响外,本文还系统研究共溶剂选择、沉积温度、沉积压力以及前驱物与基材质量比等影响因素。选择溶解能力高的共溶剂,增加沉积温度、压力以及前驱物与基材的质量比时,负载金属量增加,负载金属的形貌也发生变化,纳米粒子不断长大（其径向生长受孔道的限制）,金属负载量最大可达35.1%。（5）对制备的Ag/SBA-15纳米复合材料进行催化活性评价,发现在CO选择氧化实验中,在300℃时,CO的转化率达到100%;将Ag/SBA-15用于肉桂醛选择加氢制备肉桂醇时,在6h时,肉桂醛的转化率达到92%。纳米复合催化剂的催化活性与负载金属的形貌（粒子大小、形状、尺寸分布及分散度）有关。（6）本文对前驱物在SCCO2环境中,吸附到SBA-15上的热力学平衡过程用Langmuir模型、修正的Langmuir模型、Freundlich模型、Redlich-Peterson模型进行了关联,发现这四个经典吸附模型可以较好地关联SCFD法中的吸附过程。