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核壳结构材料作为众多复合材料中的最为常见的一种,由于其独特的结构和优越性质而被广泛的应用。Ag纳米颗粒表现出的优异的性质以及相对于其它贵金属低廉的成本成为“性价比”最高的贵金属。由于Ag纳米颗粒容易发生团聚且在使用中容易被氧化导致性能下降,而核壳结构可以有效解决Ag纳米颗粒团聚和失活的问题。本论文研究了以Ag纳米颗粒为外壳负载在氨基修饰的二氧化硅微球(Ag@ASM)和以Ag纳米颗粒为内核包裹在有机金属框架HKUST-1内部的Ag@HKUST-1两种不同的银基核壳材料在污染物分析和化学催化中的应用。论文的具体研究内容和结果如下:1.我们设计合成单分散且尺寸均一的二氧化硅微球,通过修饰在二氧化硅微球上的氨基官能团定向结合Ag纳米颗粒,使得Ag纳米颗粒负载在二氧化硅微球上,合成的Ag@ASM核壳结构作为活性基底可以灵敏和稳定地检测超低浓度的有毒有机污染物(罗丹明6G,结晶紫和三聚氰胺)。比例为2:1Ag@ASM的材料展现了最优的SERS性能,对R6G的检测浓度可达到10-12M,增强因子高达6.36×107,对结晶紫和三聚氰胺的检测浓度也可达到10-8M。密度泛函理论计算揭示了 APTES分子对二氧化硅表面修饰以及Ag离子与修饰的官能团结合的情况。2.我们以HKUST-1为模板和载体限制Ag纳米颗粒的生长得到核壳结构Ag@HKUST-1。HKUST-1的均匀微孔分布(0.5至0.9nm)限定了 Ag纳米颗粒的生长,从而得到高活性的小颗粒Ag纳米材料,同时,HKUST-1具有的孔径特征可以选择性地通过某些烯烃。通过8种具有不同分子尺寸的烯烃(1-己烯,环己烯,1-辛烯,环辛烯,苯乙烯,1-癸烯,1,1-二苯基乙烯和1-十二烯)的催化氢化,证实了 Ag@HKUST-1的高催化性活性和尺寸选择性,分子尺寸小于5.0 A的烯烃被有效转化为相应的烷烃,而大于5.0 A的烯烃则表现出极低的活性。该催化剂在苯乙烯加氢中也表现出高的循环稳定性。