[發(fā)明專利]一種以聚苯乙烯為軟模板合成負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410136212.2
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103831117A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚同杰;汪浩;崔鐵鈺;崔放
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁性催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

納米粒子由于其獨(dú)特的物理化學(xué)和生物特性吸引了越來越多科學(xué)研究者的注意力。這些特性使得其廣泛的應(yīng)用在能源轉(zhuǎn)換、傳感器、生物醫(yī)藥、尤其是催化劑方面。研究表明，由于納米粒子擁有很高的比表面積，使其具有非常高的催化活性。然而，在實際應(yīng)用的過程中納米材料也存在著不足之處。一方面，納米粒子在溶液中會發(fā)生嚴(yán)重的聚集，從而導(dǎo)致了其催化活性的明顯降低；另一方面，催化結(jié)束后納米材料很難從反應(yīng)體系中分離出來，不僅影響了材料的重復(fù)利用，而且殘留的納米材料還會造成二次污染，這兩點(diǎn)嚴(yán)重的阻礙了納米粒子在現(xiàn)實生活中的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)存在催化活性低，穩(wěn)定性差，催化結(jié)束后納米材料很難從反應(yīng)體系中分離出來的問題，而提供一種以聚苯乙烯為軟模板合成負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑的制備方法。

一種以聚苯乙烯為軟模板合成負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑的制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、將聚苯乙烯小球加入到鉑源的水溶液中，攪拌均勻，形成分散液；

所述的鉑源的水溶液濃度為0.001mol/L～10mol/L；所述的聚苯乙烯小球的質(zhì)量與鉑源的水溶液的體積比為1mg:(0.1～0.5)mL；

二、在攪拌的條件下，將聚合物單體、氧化鐵納米粒子及六水氯化鐵依次加入到步驟一得到的分散液中，得到反應(yīng)體系，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，向反應(yīng)體系中加入濃度為1mol/L～10mol/L的氫氧化鉀溶液，反應(yīng)1h～10h，得到反應(yīng)產(chǎn)物；

所述的聚合物單體與氧化鐵納米粒子的質(zhì)量比為1:(0.1～0.5)；所述的聚合物單體與六水氯化鐵的質(zhì)量比為1:(0.1～0.5)；所述的聚合物單體的質(zhì)量與濃度為1mol/L～10mol/L的氫氧化鉀溶液的體積比為1g:(1～100)mL；所述的聚合物單體的質(zhì)量與步驟一得到的分散液的體積比為1g:(100～10000)mL；

三、在轉(zhuǎn)速為100r/min～9000r/min下，將步驟二得到的反應(yīng)產(chǎn)物離心處理1min～30min，再用去離子水洗滌1次～10次，得到洗滌后的產(chǎn)物；

四、將步驟三得到的洗滌后的產(chǎn)物在甲苯溶液中浸泡1h～15h，即得到負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑。

本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明制備的催化劑具有比一般催化劑更高的穩(wěn)定性，避免了材料因聚集導(dǎo)致的催化活性低的問題，可延長催化劑的使用壽命，減少經(jīng)濟(jì)成本。

2、本發(fā)明所制備的催化劑具有磁性，能夠被磁鐵等外加磁場分離，容易實現(xiàn)回收再利用，解決了二次污染的問題。

3、本發(fā)明所制備的催化劑對污水中染料具有很強(qiáng)的降解作用。

本發(fā)明用于一種以聚苯乙烯為軟模板合成負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑的制備方法。

附圖說明

圖1是聚苯乙烯的SEM照片；

圖2是實施例步驟三得到的洗滌后的產(chǎn)物SEM照片；

圖3是實施例步驟四制備的負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑的SEM照片；

圖4是實施例步驟四制備的負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑的TEM照片；

圖5是實施例步驟四制備的負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑的催化性能圖；a為四硝基酚加入NaOH和硼氫化鈉后的紫外可見吸收光譜測試所得的曲線；b為四硝基酚加入NaOH和硼氫化鈉后，再加入中空膠囊型催化劑催化后的紫外可見吸收光譜測試所得的曲線；

圖6是實施例步驟四制備的負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑一側(cè)沒有放置吸鐵石的照片；

圖7是實施例步驟四制備的負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑一側(cè)放置吸鐵石的照片。

具體實施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實施方式，還包括各具體實施方式之間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式所述的一種以聚苯乙烯為軟模板合成負(fù)載鉑納米粒子的磁性中空膠囊型催化劑的制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、將聚苯乙烯小球加入到鉑源的水溶液中，攪拌均勻，形成分散液；

所述的鉑源的水溶液濃度為0.001mol/L～10mol/L；所述的聚苯乙烯小球的質(zhì)量與鉑源的水溶液的體積比為1mg:(0.1～0.5)mL；