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本文主要合成了一系列以四氧化三铁(Fe3O4)和碳材料的复合物为载体或催化剂本身的催化剂,并将其应用于碳-碳偶合反应(C-C coupling reaction)或电催化还原反应的过程中。主要由以下三部分的内容组成:(1)通过水热合成法得到了由多羟基(-OH)的葡萄糖(C6H12O6)碳膜(CF)包裹的Fe3O4纳米颗粒载体Fe3O4@CF,再通过高温回流还原氯化钯(PdCl2)溶液与载体分散液的方式得到了高负载量的Pd催化剂(Pd mol%=25%),并将其用于了Suzuki偶合反应的催化中。考察了反应时间、碱试剂、Pd负载量及pH值对催化剂活性和重复使用性的影响。实验结果证明,在优化的条件下,该催化剂可催化Suzuki偶合反应高效进行。以产物联苯的质量为准,反应的产率可高达94.74%,且将其连续3次反应之后产率仍可达87.65%。(2)以石墨烯氧化物为模板,通过离子交换、共沉淀得到了Fe3O4-GO复合物载体,再通过回流还原的方式得到了可磁分离、易回收的负载型催化剂Fe3O4-GO-Pd,并研究了该催化剂对Suzuki和Heck偶合反应的催化活性。考察了温度、碱试剂、反应时间、Pd负载量或溶剂对催化剂活性的影响。实验结果证明:当温度为160℃,时间为6h,Na2CO3为碱,DMF为溶剂时,催化剂Fe3O4-GO-Pd催化Suzuki和Heck偶合反应的产率分别高达100%和98.64%,且重复使用三/四次后,产率仍分别高达88.51%和97.51%.(3)通过热处理及共沉淀的方法得到了石墨烯氧化物-四氧化三铁(GO-Fe3O4)复合物,再以电化学还原的方式得到了石墨烯-四氧化三铁(GR-Fe3O4)复合物,并将其应用于过氧化氢(H2O2)传感器的构建中。通过X-射线衍射(XRD)和傅里叶红外(FT-IR)对GR-Fe3O4的结构和表面组成进行了表征;通过电化学交流阻抗(EIS)对电化学还原前后复合物的电阻进行了表征。电化学测试证明:GR-Fe3O4制备的电化学传感器对H2O2的还原具有高电流响应和低过电位的特点。与Fe3O4和GO-Fe3O4修饰的电极相比,GR-Fe3O4修饰的电极具有更宽的线性范围(5.0×10-72.89×10-3M, R=0.998),更低的检测限(1.3×10-7M)以及更高的检测灵敏度(22.27μA·mM-1·cm-2)。