[發(fā)明專利]一種刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210545927.4
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103272640A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雪鋒;王晶;侯麗雅
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: B01J31/08
• 分類號: B01J31/08;B01J35/10;C07C215/76;C07C213/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

金納米顆粒對甲醛、CO等的催化氧化具有良好的催化性能，由此引發(fā)國際范圍內(nèi)的金催化劑的研究熱潮。世界黃金局設(shè)立了Gold?Research?Opportunities?World-wide專項基金，專門用于納米金催化劑工作機理的研發(fā)。但是納米金催化劑在實際液相反應(yīng)體系中使用時所面臨的挑戰(zhàn)是：如何有效地解決金納米顆粒顯著的團聚問題？如何在液相催化反應(yīng)體系中便捷地實現(xiàn)金納米催化劑的分離和重復(fù)利用問題？盡管有眾多的學(xué)術(shù)期刊文獻提出采用沸石分子篩、氧化鋁、活性炭、二氧化鈰、氧化鐵等固體粉末用作金納米顆粒的載體，但是依然無法有效地解決催化劑流失、催化劑分離和催化劑的重復(fù)再利用等難題。與現(xiàn)有的金納米催化劑技術(shù)相比，本發(fā)明所披露的一種刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的制備方法，可以在室溫條件下、通過液相反應(yīng)高通量地制造一種廉價載體負(fù)載的金納米催化劑，工藝步驟簡單，無環(huán)境三廢問題，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高。所得催化劑可適用于液相化學(xué)還原反應(yīng)，分離操作簡單易行且具有優(yōu)秀的重復(fù)再利用性能。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的制備方法。?

本發(fā)明所述一種刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的制備方法，其特征在于將水溶性的氯金酸(鹽)在陰離子交換樹脂微球表面經(jīng)還原賦形一步室溫反應(yīng)，即可制備得到刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑，具體制備技術(shù)路線如圖3所示，?

具體技術(shù)方案為：?

以重量份計，取1-5份氯金酸(鹽)、1-5份陰離子交換樹脂微球、75-91份去離子水充分混合后，再加入還原賦形劑7-15份，室溫反應(yīng)24小時即可得到刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑。?

所述的氯金酸(鹽)是水合氯金酸、氯金酸鈉或者氯金酸鉀中的一種或幾種物質(zhì)的混合物。?

所述的陰離子交換樹脂微球是市售強堿性陰離子交換樹脂微球(平均粒徑0.4-0.6毫米)。?

所述的還原賦形劑為抗壞血酸與1-丁基-3-十二烷基咪唑溴化物按照重量份數(shù)2∶1的混合物。?

附圖說明

附圖1是刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的場發(fā)射掃描電鏡圖。?

附圖2是金納米顆粒的X射線粉末衍射圖。?

附圖中的主要符號名稱：θ、X射線入射角。Intensity、衍射峰強度。?

附圖3是本發(fā)明的制備技術(shù)路線圖。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)方案和催化劑的性能進行詳細(xì)說明：?

實施例1刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的制備和結(jié)構(gòu)表征?

取1g水合氯金酸、1g陰離子交換樹脂微球、91g去離子水充分混合后，再加入還原賦形劑7g，室溫反應(yīng)24小時得到刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑1.2g。附圖1是刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的場發(fā)射掃描電鏡圖，可見金納米顆粒總體呈柱狀結(jié)構(gòu)，直立在樹脂微球的表面，形成非常有規(guī)律的刺狀陣列。從微球的切口邊緣可見，柱狀金納米顆粒在樹脂微球的內(nèi)部有很深的根部結(jié)構(gòu)，?其根部結(jié)構(gòu)的長度占納米金柱總長度的三分之二左右。附圖2是金納米顆粒的X射線粉末衍射圖。其衍射峰位置(2θ)分別出現(xiàn)于38.2、44.4、64.6、77.5和81.7處，屬于立方晶系結(jié)構(gòu)，與金的X射線衍射國際標(biāo)準(zhǔn)卡片(PDF?04-0784)完全吻合。?

實施例2刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的制備和催化性能?

取5g氯金酸鈉鹽、5g陰離子交換樹脂微球、80g去離子水充分混合后，再加入還原賦形劑10g，室溫反應(yīng)24小時即可得到刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑6.1g。以4-硝基苯酚和硼氫化鈉為反應(yīng)物，在堿性水溶液內(nèi)，以所得刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球為催化劑，催化4-硝基苯酚還原成4-氨基苯酚，反應(yīng)溫度固定為50℃，反應(yīng)5小時4-硝基苯酚還原成4-氨基苯酚的轉(zhuǎn)化率達99.9％。經(jīng)過簡單過濾分離操作可以完全回收刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑，重復(fù)使用40次(24000分鐘)，4-硝基苯酚還原成4-氨基苯酚的轉(zhuǎn)化率可維持在85％以上，可見，本專利所得刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑具有良好的重復(fù)使用性能，具有重要的工業(yè)應(yīng)用前景。?

實施例3刺猬狀的金-離子交換樹脂核殼微球催化劑的制備?