近几十年来,纳米粒子催化剂由于其较高的催化活性已经吸引了越来越多的关注。纳米粒子的高催化活性主要由于小尺寸的纳米粒子具有较高的比表面积。然而,纳米粒子催化剂在应用过程中仍面临很多挑战。首先,纳米粒子在溶液中不稳定容易形成聚集体,从而降低了其比表面积,导致其催化活性降低。其次,由于纳米粒子体积小,反应结束后很难从溶液中回收利用,造成催化剂的浪费。为了解决以上问题,我们选择了具有二维纳米结构的聚合物单晶作为纳米催化剂载体。聚合物单晶不仅具有很高的比表面积,而且表面容易进行官能化处理,能够实现纳米粒子催化剂的高效负载,且通过简单的方法如离心、磁性回收就可以实现其多次回收利用。具体内容如下:(1)利用光化学还原反应,在不添加任何保护剂的情况下,在具有羧酸末端功能基团的聚合物单晶表面上合成了尺寸可控的银纳米颗粒,并利用透射电子显微镜,紫外-可见吸收光谱仪,原子力显微镜进行表征分析。将所得催化体系用于对硝基苯酚的催化还原反应,以硼氢化钠为还原剂,研究其催化性能。与有表面配体保护的银纳米粒子相比,吸附在聚合物单晶表面上的银纳米粒子不仅具有较高的催化活性,而且其催化性质具有尺寸依赖性,最小尺寸(～1.5 nm)的银纳米粒子的催化活性最高。通过在聚合物单晶表面上进一步引入四氧化三铁磁性纳米粒子的方法,实现了对于该催化系统的磁性回收以及循环利用。聚合物单晶的高比表面积使其具有很高的纳米催化剂负载量,从而具有很好的应用前景。(2)通过利用碱对聚合物单晶表面进行官能化处理,使其表面形成羧基。基于羧基与二氧化钛纳米粒子之间的相互作用,成功实现了二氧化钛纳米粒子在聚合物单晶表面的吸附。在此基础上,我们实现了对甲基橙的光催化降解。通过利用紫外-可见光谱仪对于光催化降解过程的研究。我们发现,该催化体系具有较高的催化活性,可以有效降解甲基橙。另外,我们发现通过简单的离心方法,可以将聚合物单晶负载的二氧化钛纳米粒子从溶液中分离,从而实现对这一催化剂体系的回收利用。制备了聚(ε-己内酯)单晶负载二氧化钛纳米粒子和银纳米粒子,聚(ε-己内酯)单晶负载二氧化钛纳米粒子和金纳米粒子,聚(ε-己内酯)单晶-聚丙烯酸-二氧化钛纳米粒子,聚(ε-己内酯)单晶负载二氧化钛纳米粒子-聚吡咯高分子-聚丙烯酸-二氧化钛纳米粒子四种结构体系。研究了其对染料甲基橙的光催化降解作用。(3)合成了聚(环氧乙烷)单晶和聚(ε-己内酯)单晶两种聚合物单晶。这两种单晶都可以通过控制重结晶的温度来控制单晶的大小。利用聚合物单晶表面的巯基吸附硒化镉量子点和金纳米粒子。用氢氧化钠对聚(ε-己内酯)单晶进行羧基官能化处理,使羧基暴露在聚(ε-己内酯)单晶表面,吸附二氧化钛纳米粒子、过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶和辣根过氧化酶,并初步研究了它们的性质。