[發(fā)明專利]液相還原法制備多孔狀Pd納米球的方法及制得的納米球有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110370138.7 | 申請日： | 2011-11-21 |
| 公開（公告）號： | CN102513542A | 公開（公告）日： | 2012-06-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 韓敏;劉蘇莉;包建春;戴志暉 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京師范大學(xué) |
| 主分類號： | B22F9/24 | 分類號： | B22F9/24;B22F1/00;B82Y40/00;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 南京知識律師事務(wù)所 32207 | 代理人： | 韓朝暉 |
| 地址： | 210046 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 還原法 制備 多孔 pd 納米 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種Pd納米球的制備方法及制得的Pd納米球，具體涉及一種利用簡單的液相還原反應(yīng)制備多孔球狀Pd納米粒子的方法，以及制得的多孔狀Pd納米球。
背景技術(shù)
在許多工業(yè)合成中鈀是重要的催化劑，例如催化吸氫和脫氫反應(yīng)，低溫條件下汽車尾氣的處理及石油裂化等。在有機反應(yīng)中，單質(zhì)鈀及其化合物在催化Suzuki，Heck等C-C偶聯(lián)反應(yīng)中有重要作用，特別是具有特殊形貌的納米晶催化劑對催化反應(yīng)的選擇性和催化活性有特殊作用。因此，納米晶的形貌控制合成具有重要的意義。
近年來，多種形貌的Pd納米粒子如類球形、四面體、削角八面體，二十面體，八面體、六角和三角片、長方形的棒、立方體狀、樹枝狀等鈀納米晶已被制得，它們表現(xiàn)出特別的光電磁性質(zhì)。訾學(xué)紅等（十六烷基三甲基溴化銨輔助作用下球形、蠕蟲狀和網(wǎng)狀?Pd?納米粒子的制備與表征[J]，催化學(xué)報，2011，V32(5)：827-835，2011年3月）利用液相還原法制備了不同形貌的Pd?粒子，以十六烷基三甲基溴化銨?(CTAB)?為表面活性劑，NaBH4?為還原劑，通過調(diào)節(jié)水相體系中?CTAB?和?NaBH4?濃度，合成了球狀、蠕蟲狀和網(wǎng)狀等一系列不同形貌的?Pd?納米粒子。結(jié)果表明，隨著?CTAB?濃度的增加，Pd?粒子形貌由納米微球逐漸向納米線網(wǎng)絡(luò)形態(tài)轉(zhuǎn)變。CTAB?濃度和?NaBH4?濃度是決定?Pd?粒子形貌的兩個重要因素。
但是，具有較高催化活性的三維多孔狀鈀納米晶的報道相對較少。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種液相還原反應(yīng)制備多孔狀Pd納米球的方法，利用季銨鹽型陽離子表面活性劑，在丙酮-水混合溶液中用水合肼還原可溶性PdII鹽制得多孔狀Pd納米球。
本發(fā)明的另一目的是提供一種所述方法制備的多孔狀Pd納米球。
實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案如下：
一種液相還原法制備多孔狀Pd納米球的方法，其特征在于：以丙酮和水為溶劑，加入季銨鹽型陽離子表面活性劑，用水合肼還原可溶性PdII鹽，制得粒徑分布范圍在30～50?nm的多孔狀Pd納米球。
所述的方法具體包括以下步驟：
1）、將一定量的可溶性PdII鹽溶于濃鹽酸和水中，調(diào)節(jié)溶液至中性，加入適量的丙酮和適量的季銨鹽型陽離子表面活性劑，攪拌均勻制得混合溶液；
2）、將步驟1）制得的丙酮-水混合溶液在攪拌條件下以一定的速率升溫至50~70℃，并在該溫度下保持10～30分鐘，然后加入一定量的水合肼，繼續(xù)攪拌2～10?min進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)完成后冷卻至室溫；
3)、將步驟2）得到的產(chǎn)物沉淀、離心分離，洗滌后，室溫下真空干燥得到多孔狀Pd納米球。
本發(fā)明采用可溶性PdII鹽作為鈀源，季銨鹽作為表面活性劑，在丙酮-水的混合溶劑中，以水合肼為還原劑，通過液相化學(xué)反應(yīng)在常壓和較低的溫度下合成得到多孔狀Pd納米球。
所述的可溶性PdII鹽優(yōu)選PdCl2、K2PdCl4、Na2PdCl4中的一種或幾種。例如以PdCl2作為鈀源，可將一定量的鈀鹽溶于適量的濃鹽酸中，加入一定量的去離子水制得溶液，用NaOH（1?M）調(diào)節(jié)溶液的pH約為7，得到PdCl42-水溶液。
所述的季銨鹽型陽離子表面活性劑選自氯代十二烷基吡啶、氯代十四烷基吡啶或氯代十六烷基吡啶，或十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨，優(yōu)選氯代十六烷基吡啶、十六烷基三甲基氯化銨或十六烷基三甲基溴化銨，最優(yōu)選氯代十六烷基吡啶。
所述的步驟2）中，物料之間的配比關(guān)系為，可溶性PdII鹽的用量為0.024～0.24?mmol、氯代十六烷基吡啶的用量為0.038～0.38?g，丙酮-水體積為6～20?mL，水合肼的用量為2～10?mL。
所述的丙酮/水體積比為2~10：1。
本發(fā)明方法液相還原的反應(yīng)溫度為50-70℃。在步驟（2）中，升溫速率為6?-10?℃/min。
在步驟（3）中，先用乙醇將步驟2）得到的產(chǎn)物分散，然后離心分離，如此反復(fù)操作3-4次，將得到的產(chǎn)品在室溫下真空干燥3-5小時。得到的多孔狀Pd納米球用于分析和表征。
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