[發(fā)明專利]一種負(fù)載貴金屬的具有可回收功能的復(fù)合功能納米球催化劑及其催化對(duì)硝基苯酚還原的應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310091252.5
• 申請(qǐng)日: 2013-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN103157493A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪樂余;安明月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/89
• 分類號(hào): B01J23/89;C07C215/76;C07C213/02
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種負(fù)載貴金屬的具有可回收功能的復(fù)合功能納米球催化劑及其在催化對(duì)硝基苯酚還原中的應(yīng)用。?

技術(shù)背景

隨著納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米貴金屬如金、銀、鈀等在催化領(lǐng)域催化各種化學(xué)反應(yīng)得到了廣泛的應(yīng)用和研究。尤其是將這些貴金屬納米材料與不同功能的納米材料組合在一起形成多功能集成的復(fù)合功能納米材料，同時(shí)具有催化、電子或磁特性等功能，越來越受到關(guān)注。這種多功能集成的復(fù)合功能納米材料在生物醫(yī)學(xué)、光學(xué)設(shè)備和催化作用等方面有很大的應(yīng)用潛能。?

近年來，關(guān)于貴金屬催化的納米催化劑合成的報(bào)道相當(dāng)多(Yuen?Wu,Dingsheng?Wang,Zhiqiang?Niu,Pengcheng?Chen,Gang?Zhou,Yadong?Li.A?Strategy?for?Designing?a?Concave?Pt–Ni?Alloy?through?Controllable?Chemical?Etching?[J],Angew.Chem.Int.Ed.,2012,51,12524–12528.)，包括各種合成方法（如溶劑熱和溶膠-凝膠等）。然而，這些得到的貴金屬納米催化劑不能回收，而且耐用性不強(qiáng)。因此，設(shè)計(jì)合成一種新的負(fù)載貴金屬的具有可回收功能的復(fù)合功能納米球催化劑，使貴金屬負(fù)載催化劑在實(shí)現(xiàn)催化功能同時(shí)，具有可回收和耐用性，使納米材料最終實(shí)現(xiàn)在實(shí)際中的運(yùn)用具有重要的指導(dǎo)意義。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)載貴金屬的具有可回收功能的復(fù)合功能納米球催化劑及其制備方法，并將其應(yīng)用于催化對(duì)硝基苯酚還原反應(yīng)。?

本發(fā)明采用乳液聚合技術(shù)，將貴金屬納米顆粒和磁性納米顆粒包覆到聚合物中，然后利用溶膠-凝膠技術(shù)包覆一層二氧化硅，之后將包覆硅材料的催化劑前體煅燒，去除高分子聚合物和表面活性劑等有機(jī)支撐，最后得到了在極性溶劑中分散性好負(fù)載貴金屬的具有可回收功能的復(fù)合功能納米球催化劑。?

本發(fā)明所述的負(fù)載貴金屬的具有可回收功能的復(fù)合功能納米球催化劑的制備方法如下：?

a.將油相的磁性納米顆粒和油相的貴金屬納米顆粒均勻分散在750-1000μl的氯仿中得到混合納米顆粒溶液，其中磁性納米顆粒為2-3mmol，貴金屬納米顆粒為0.03-0.8mmol；將0.05-0.55g的十二烷基磺酸鈉加入10-12ml去離子水中溶解，然后加入到上述混合納米顆粒?溶液中，冰浴保護(hù)下在超聲波細(xì)胞破碎機(jī)中超聲3-5分鐘，得到納米顆粒乳液，然后真空條件下60-65℃旋蒸10-15分鐘；?

b.將0.01-0.0125g十二烷基磺酸鈉加入10-15ml去離子水中溶解，然后加入195-200μL苯乙烯，50-55μL二甲基丙烯酸乙二醇酯和95-100μL甲基丙烯酸羥乙酯，于超聲波細(xì)胞破碎機(jī)中超聲3-5分鐘；?

c．將步驟a和b得到的產(chǎn)物混合后加入0.005-0.01g偶氮二異丁氰，75-80℃反應(yīng)10-12h；冷卻后離心，9000-10000r/min離心15-30分鐘，將得到的固體加水溶解，再離心洗滌2-3次，最后將產(chǎn)物穩(wěn)定分散在5-10ml去離子水中，即得高分子聚合物包覆的負(fù)載貴金屬磁性復(fù)合功能納米球；?

d．將0.120-0.125g吐溫-20溶解到20-25mL去離子水中，然后加入步驟c中的產(chǎn)物，放到超聲波清洗機(jī)中超聲，然后依次加入70-75mL異丙醇，0.8-1mL氨水，450-500μL正硅酸乙酯，得到的混合溶液在室溫下攪拌10-12h，即在原來聚合物包覆的負(fù)載貴金屬磁性復(fù)合功能納米球的表面包覆一層二氧化硅殼；?

e．將步驟d得到的產(chǎn)物9000-10000r/min離心15-30分鐘，所得固體在60-65℃烘5-10h，最后置于管式爐中350-400℃煅燒5-10h。?

所述的油相的磁性納米顆粒為表面包覆油酸的四氧化三鐵納米顆粒，粒徑在5-10nm；油相的貴金屬納米顆粒為表面包覆油酸的金或鈀納米顆粒，粒徑在2-5nm。?

所得到的負(fù)載貴金屬的具有可回收功能的復(fù)合功能納米球催化劑的粒徑為50-100nm，粒徑分布均勻，其結(jié)構(gòu)為貴金屬和磁性納米顆粒負(fù)載在SiO₂納米球內(nèi)，所述的貴金屬是金或鈀納米顆粒，磁性納米顆粒是Fe₃O₄。?

將上述制備的負(fù)載貴金屬的具有可回收功能的復(fù)合功能納米球催化劑應(yīng)用于催化對(duì)硝基苯酚的還原反應(yīng)。?