随着人民生活条件的日益改善,水资源污染问题逐渐成为人们不得不迫切面临解决的重大难题之一。我国是严重缺水的国家,而对硝基苯酚(4-NP)作为造成水资源污染的罪魁祸首之一,如何解决污废水中的4-NP成为越来越多环境保护者和科研工作者们的当务之急。对硝基苯酚是一种非常重要而且十分常见的化工原料,作为中间体被广泛地应用于炸药、橡胶、塑料、医药、农药、木材防腐剂、染料、玻璃纤维、化学试剂等产品的生产加工之中。但是,它也是剧毒有机化合物,自然界中难以降解,还会在人体及生物体内富集,极易致癌、致畸、致突变。贵金属金纳米颗粒虽然已被证实在硼氢化钠的作用下催化还原4-NP的效果良好,且其催化产物对氨基苯酚(4-AP)更是许多药物不可或缺的中间体。但是,近些年来一直没能找出稳定普适的规律将胶体金纳米颗粒在催化还原该反应时的效率大大提升,而仅仅是在胶体金纳米颗粒配体的选择上以旧换新。本文的主要目的就是通过寻找并探究包覆在金纳米颗粒表面配体对于催化还原4-NP反应造成影响的普适性规律,以实际应用于处理污水中的4-NP为目标,从而进一步更有针对性的对其催化效率做提升。具体内容如下:1)氧化铈纳米片与胶体金纳米颗粒的可控合成在第二章中,我们采用液相合成法,在无模板的条件下合成出了新颖的椭圆形氧化铈二维纳米片(厚度在50 nm左右)。我们通过TEM、SEM、XRD、HRTEM等表征手段,探讨其生长过程中的影响因素及成型机理,最终优化出最佳的实验条件,并证实了该材料具有作为贵金属金催化剂载体的优良潜质。同时还在20℃恒温下合成出了尺寸均一、稳定的单分散的胶体金纳米颗粒Au@OAm(平均粒径:4.5 nm),为下一章节继续探究胶体金纳米颗粒的催化性质准备好了原材料。2)金纳米颗粒表面配体的链长对于催化还原4-NP行为影响的探究在第三章中,我们选用了以下三种配体:含10个碳的11-巯基十一烷酸((MUA)配体,含2个碳的3-巯基丙酸(MPA)配体以及不含碳原子的S2-配体,我们通过配体交换的方法,成功制备出了三种含不同个数碳原子直链配体的胶体金纳米颗粒(Au@MUA,Au@MPA,Au@S2-)。直链上碳原子个数的不同,代表着配体链长度的不同。在催化还原4-NP的过程中,我们发现金纳米颗粒上的配体链长度越短,胶体金纳米颗粒的催化活性就越高。为了进一步佐证上述实验结论,我们又选用了两种含碳个数不同的直链季铵盐:(月桂基三甲基溴化铵,DTAB,[(C12H25)(CH3)3N]Br)和(正己基三甲基溴化铵,HTAB,[(C6H15)(CH3)3N]Br),通过静电吸引嫁接到Au@S2-纳米颗粒的表面,分别表示为(Au@S2-+ DTAB)和(Au@S2-+ HTAB),进行4-NP的催化还原实验,发现该实验结果亦符合之前的结论。深入探讨了造成此现象的原因,归因于配体的空间位阻效应。此外该实验方法还实现了 Au NPs表面由长有机配体向无机配体的过渡,发现了在催化还原4-NP为4-AP的过程中拥有出色催化活性和极佳催化稳定性的Au@S2-NPs这种高效催化剂。就作为配体而言无机硫化钠的价格要远远小于其他有机配体的价格,从工业角度考虑,该催化剂不仅能大大降低反应成本,而且还能通过嫁接上不同链长的直链季铵盐,以此来实现工业催化过程中对反应速率的可控调节。3)负载型Au@S2-/CeO2-NS催化剂的合成及其对4-NP催化还原反应的研究虽然在上一章中我们找到了一种非常优秀胶体金纳米颗粒催化剂,但是对作为贵金属的金而言,必然会在催化过程中发生不可逆团聚。对此,我们将第二章中合成的二维椭圆形氧化铈纳米片作为载体,将Au@S2--NPs通过浸渍法负载在其表面。借助该载体材料的特殊表面性质与微孔结构,遏制胶体金纳米颗粒在催化过程中团聚现象。在催化效果并没有明显下降的情况下,大大延长了金纳米颗粒作为催化剂的使用寿命。