[發(fā)明專利]提高金屬納米催化劑循環(huán)性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210208560.7
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN102728353A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊保成;趙春梅;肖蔓達(dá);王建方;張守仁
• 申請（專利權(quán)）人: 楊保成
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01J23/44;B01J23/42;B01J32/00
• 代理公司: 鄭州異開專利事務(wù)所(普通合伙) 41114
• 代理人: 王霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬納米催化劑，尤其是涉及一種提高金屬納米催化劑循環(huán)性的方法。

背景技術(shù)

金屬納米顆粒由于尺寸小、比表面積大，作為催化劑使用時具有活性高、選擇性好的特點。但由于金屬納米催化劑的循環(huán)利用率低，在工業(yè)上的應(yīng)用并不是很廣泛。

為了提高金屬納米催化劑的循環(huán)利用率，人們已經(jīng)開發(fā)了很多方法。如王建方研究組把金、鈀、鉑等納米顆粒負(fù)載到二氧化鈦、二氧化鋯和二氧化硅等惰性載體上，這樣就增大了催化劑的體積和質(zhì)量，便于通過離心方式從反應(yīng)液中回收（Zhao?Jin,?Manda?Xiao,?Jianfang?Wang,?Angew.?Chem.?Int.?Edt.,?2012,?51,?DOI:?10.1002/anie.201106948）。除了氧化物以外，聚合物、介孔氧化硅等也可以用來做納米催化劑的保護(hù)層，從而增強其穩(wěn)定性，提高循環(huán)性（Fei?Wen,?Wangqing?Zhang,?Linqi?Shi,?Chem.?Mater.?2008,?20,?2144~2150;?Jianping?Ge,?Qiao?Zhang,?Yadong?Yin,?Angew.?Chem.?Int.?Edit.?2008,?47,?8924~8928）。但是上述這些催化體系的回收方法仍需要離心或過濾等過程，操作復(fù)雜，成本高，且催化劑在回收過程中還會有一定程度的損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高金屬納米催化劑循環(huán)性的方法，本方法簡單且能簡化催化劑的回收程序，從而降低生產(chǎn)成本，更利于在工業(yè)上推廣應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的提高金屬納米催化劑循環(huán)性的方法，首先是將金屬納米催化劑顆粒離心處理后分散在十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨的水溶液中，然后把表面帶負(fù)電荷的惰性織物浸泡入上述水溶液中，待金屬納米催化劑顆粒通過靜電作用吸附到惰性織物表面后，將其撈出洗凈晾干即可。

????所述金屬納米催化劑顆粒包括可以在陽離子表面活性劑中穩(wěn)定存在的金納米球、金納米棒、立方體納米鈀、多孔納米鈀、多孔納米鉑、金-鈀核殼結(jié)構(gòu)的納米棒、金-鉑核殼結(jié)構(gòu)的納米棒和金-銀核殼結(jié)構(gòu)的納米棒等一類可以在陽離子表面活性中穩(wěn)定存在的納米顆粒。

所述惰性織物包括棉布、絲綢或毛織品等不與納米顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的、帶正電荷的織物載體。

所述的十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨是一類陽離子表面活性，具有不同長度烷基鏈的季銨鹽也可以替代；所述十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨的濃度為0.01~0.25?M。

本發(fā)明的優(yōu)點在于將金屬納米催化劑顆粒分散在十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨的水溶液中后，納米顆粒可通過惰性織物與十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨之間的靜電作用均勻的吸附到惰性織物表面，不會出現(xiàn)納米顆粒團聚現(xiàn)象。這種處理過的以惰性織物為載體的金屬納米催化劑在工業(yè)生產(chǎn)反應(yīng)體系中使用后，只需將該織物從反應(yīng)體系中撈出即可進(jìn)入再循環(huán)，非常容易回收利用。實驗結(jié)果表明，經(jīng)本發(fā)明改造過的催化劑循環(huán)使用十次以后，催化活性沒有明顯降低。

附圖說明

圖1中自a-h依次為金納米球、金納米棒、立方體納米鈀、多孔納米鈀、多孔納米鉑、金-銀核殼結(jié)構(gòu)的納米棒、金-鈀核殼結(jié)構(gòu)的納米棒和金-鉑核殼結(jié)構(gòu)的納米棒的透射電鏡片。

圖2中自a-h分別為以上八種金屬納米顆粒負(fù)載的棉布的掃描電鏡照片。

圖3從左至右依次為金納米棒、金納米球、金-鈀核殼結(jié)構(gòu)的納米棒、立方體納米鈀、多孔納米鈀、多孔納米鉑、金-鉑核殼結(jié)構(gòu)的納米棒和金-銀核殼結(jié)構(gòu)的納米棒在水溶液中的數(shù)碼照片。

圖4從左至右依次為金納米棒、金納米球、金-鈀核殼結(jié)構(gòu)的納米棒、立方體納米鈀，多孔納米鈀、多孔納米鉑、金-鉑核殼結(jié)構(gòu)的納米棒和金-銀核殼結(jié)構(gòu)的納米棒負(fù)載的棉布的數(shù)碼照片。

圖5是金納米棒、多孔納米鈀和多孔納米鉑負(fù)載的棉布分別作為催化劑時，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率-循環(huán)周期關(guān)系圖。

具體實施方式

本發(fā)明所述的提高金屬納米催化劑循環(huán)性的方法，首先是將金屬納米催化劑顆粒離心處理后分散在十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨水溶液中，然后把表面帶負(fù)電荷的棉布、絲綢或毛織品等惰性織物浸泡入上述水溶液中，待金屬納米催化劑顆粒通過靜電作用吸附到惰性織物表面后，將其撈出洗凈晾干即可。