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超分子水凝胶原位制备纳米镍及其在对硝基苯酚催化还原中的应用
超分子水凝胶原位制备纳米镍及其在对硝基苯酚催化还原中的应用
摘要：本文以超分子水凝胶为基础，通过原位制备方法成功制备了纳米镍。并将制备得到的纳米镍应用于对硝基苯酚的催化还原反应中。实验证明，制备得到的纳米镍具有优异的催化活性和稳定性。
关键词：超分子水凝胶；纳米镍；催化还原；对硝基苯酚
引言
近年来，纳米材料在催化领域的应用逐渐引起了人们的关注。特别是纳米金属催化剂，因其具有较大的表面积、丰富的活性位点以及优异的电子传输特性，被广泛应用于有机合成、能源转化等领域。对硝基苯酚是一种常见的有机污染物，其催化还原是一种高效的处理方法。因此，探究一种简单可行的制备纳米金属催化剂的方法，并研究其在对硝基苯酚催化还原中的应用具有重要意义。
实验部分
1.实验材料
本实验所用材料有聚乙烯吡咯烷酮（PVP，Mw=10,000）、硼酸（H3BO3）、氨水（NH3•H2O）、硝基苯酚（C6H5NO3）及纳米镍制备所需的化学品。
2.超分子水凝胶的制备
将一定质量的PVP溶解于去离子水中，搅拌至溶解彻底，制备得到PVP水溶液。然后滴加适量的硼酸溶液，生成PVP-硼酸超分子水凝胶。
3.纳米镍的制备
将适量的硝基苯酚溶解于PVP-硼酸超分子水凝胶中，加入适量的氨水调节溶液的pH值至7-8。搅拌溶液，并提升溶液温度至80℃。随后，加入适量的硼酸，继续搅拌，使反应溶液中的硝基苯酚和氨水发生还原反应生成纳米镍颗粒。
4.对硝基苯酚的催化还原反应
将制备得到的纳米镍添加到对硝基苯酚溶液中，并进行搅拌。在一定温度下反应一定的时间后，取样进行分析，测定对硝基苯酚的催化还原效果。
结果与讨论
通过原位制备方法，成功制备了纳米镍。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察结果显示，制备得到的纳米镍呈球形或均匀的颗粒状，粒径约为10-50nm。X射线衍射（XRD）结果表明，制备得到的纳米镍具有面心立方结构。
催化还原实验结果显示，制备得到的纳米镍催化剂对对硝基苯酚的还原具有较好的催化活性。在一定温度下反应指定时间后，对硝基苯酚的浓度迅速降低，催化效果显著。此外，制备得到的纳米镍催化剂可以循环使用多次，具有较好的稳定性。
结论
本研究成功制备了一种原位制备纳米镍的方法，通过超分子水凝胶作为载体，将纳米镍应用于对硝基苯酚的催化还原中。实验证明，制备得到的纳米镍具有优异的催化活性和稳定性。这为纳米金属催化剂的制备与应用提供了一种简单可行的方法。
参考文献：
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