[發明專利]一種制備納米級球形酚醛樹脂負載金的復合粒子的方法

有效

• 申請號: 201410027113.0
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103801396A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 楊文勝;鄭維時;莊家騏;郭子龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C07C209/36;C07C211/46
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

技術領域

本發明屬功能性納米粒子的技術領域，特別涉及一種負載型金納米粒子催化劑及其制備方法。

背景技術

負載型金納米粒子作為催化劑在很多領域有著非常廣泛的應用。金納米粒子由于其尺寸效應，具有非常廣泛的應用領域，尤其在有機催化領域有著很重要的地位，比如一氧化碳低溫氧化、烴類催化燃燒以及不飽和烴選擇加氫等。

裸露的金納米粒子由于易熟化、易聚集從而導致其在催化反應過程中失活，由于金納米粒子在催化過程中，易與反應物和產物發生吸附，從而導致催化劑中毒，也使得其催化活性大大降低，甚至失活。

目前制備的負載型金納米催化劑的方法主要有以下幾種：1.浸漬法，將氧化硅、氧化鋁、氧化鎂等氧化物載體，加入到含有金源（氯金酸、氯化金等）的溶液中，之后經過熱處理，得到負載型金納米催化劑，但金的粒徑都很大，沉積量也較少；2.共沉淀法，該法將碳酸鈉滴加到氯金酸和金屬硝酸鹽的混合溶液中得到共沉淀物，之后經過水洗、干燥、在空氣中焙燒，得到相應金催化劑，該法簡單，缺點是部分金顆粒會被掩埋在載體中。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服背景技術的不足，采用簡便、高效的方法制備出具有催化效果的負載型金催化粒子。該方法所用的酚醛樹脂球形納米粒子可以負載具有催化活性的小金粒子，并且具有制備簡單，重現性好，無需還原劑，高負載率、高催化活性等優點。

本發明的技術方案如下。

一種制備納米級球形酚醛樹脂負載金的復合粒子的方法，采用浸漬法在載體內合成金粒子，其特征在于，所述的載體，是酚醛樹脂納米球形模板；所述的浸漬法，是先配置濃度為1.35×10^-4～1.35×10^-3M（mol/L）的氯金酸溶液，將溶液避光保存1小時；將酚醛樹脂納米球形模板分散到水中得到0.8～8g/L的酚醛樹脂納米球模板分散液；按體積比9∶1混合氯金酸溶液和酚醛樹脂納米球形模板分散液，調節pH=2～6，20～80℃下反應1～15min，離心得到納米級球形酚醛樹脂負載金的復合粒子。

最后得到的納米級球形酚醛樹脂負載金的復合粒子還可以水洗3～5次。

在納米級球形酚醛樹脂負載金的復合粒子制備中，所用的酚醛樹脂納米球形模板，可以按照現有技術進行合成，現有技術可參見Jian?Liu?et，Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,5947-5951；也可以按下述過程合成：將酚類物質、甲醛和濃氨水溶液加入到醇水混合溶液的體系中，30℃加熱3h；之后將上述混合物加入到密閉反應釜中160℃固化6h，離心后得到酚醛樹脂納米球模板；其中酚類物質與甲醛的摩爾比為2∶1，最終混合物溶液氨水的摩爾濃度為5mmol/mL。制得的酚醛樹脂納米球形平均尺寸為200nm。

所述的酚類物質，是間苯二酚、苯酚或4-氨基苯酚。

所述的醇水混合溶液，可以是乙醇、水按體積比2∶5的混合液，醇水混合溶液用量可以按酚類物質的摩爾數計140mL/mol。

本專利申請還請求保護一種制備納米級球形酚醛樹脂負載金的復合粒子的方法制得的負載型金粒子催化劑。

所述的負載型金粒子催化劑，酚醛樹脂納米球形模板為載體，負載尺寸在3～8.5nm的金粒子。

所述的負載型金粒子催化劑，金的負載量為3%～33%。金的負載率就是負載金的質量/復合粒子質量，通過反應后上清溶液氯金酸含量，定量確定負載率。

經測定，所述的負載型金粒子催化劑，對4-硝基苯加氫還原的催化速率常數可達到0.2802以上。

如上所述，本發明是在酚醛樹脂納米球形粒子內負載小金納米粒子，具有以下優點：1、制備簡單；2、重現性好；3、無需還原劑；4、高負載率；5、高催化活性。

附圖說明

圖1是實施例1制備的酚醛樹脂球形納米粒子透射電鏡照片。

圖2是實施例5浸漬法制備的負載型金催化劑的透射電鏡照片。

圖3是實施例2制得的酚醛樹脂球形納米粒子負載的粒徑為3.7nm、4.2nm、5.5nm金粒子對4-硝基苯酚加氫還原的催化速率反應常數比較圖。

圖4是酚醛樹脂球形納米粒子負載的粒徑為4.2nm和20.1nm金粒子對4-硝基苯加氫還原的催化活性比較圖。

具體實施方式

實施例1：酚醛樹脂納米球形模板的制備