[發明專利]一種含有貴金屬的納米片及其制備方法

有效

• 申請號: 201610033086.7
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105664929B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 吳棱;宋玉潔;熊錦華;劉玉豪;羅水廣;梁詩景
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;B01J23/52;C07C45/51;C07C49/403;C01B3/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明公開了一種含有貴金屬的納米片及其應用，屬于催化材料的制備領域。M@H_1.07Ti_1.73O₄?H₂O納米片是以H_1.07Ti_1.73O₄?H₂O納米片為載體，通過光沉積還原法將Au、Pd、Pt等金屬納米顆粒負載于超薄的H_1.07Ti_1.73O₄?H₂O單分子層納米片表面構成的納米復合材料。該復合材料在光解水制氫方面表現出高效的性能，同時將其作為光催化劑用于光誘導下苯酚羥化反應制備環己酮，解決了高溫高壓下苯酚加氫制備環己酮的能耗大、選擇性低、成本高等問題。本發明工藝簡單，環保綠色，選擇性高，能耗低，成本小，符合實際生產需要，具有較大的應用潛力。

技術領域

本發明屬于催化技術領域，具體涉及到一種貴金屬@H_1.07Ti_1.73O₄?H₂O納米片及其應用。

背景技術

環己酮是一種重要的有機化工產品，具有高溶解性和低揮發性，可以作為特種溶劑，對聚合物如硝化棉及纖維素等是一種理想的溶劑；也是重要的有機化工原料，是制備尼龍、己內酰胺和己二酸的主要中間體。隨著社會現代化發展的需要環己酮的用途不斷擴大，特別是作為一種高檔的有機溶劑，在涂料、油墨、膠粘劑等行業被廣泛應用，形成了較大的商品市場。目前常用于生產環己酮的方法有苯酚加氫法，環己烯水合法以及環己烷氧化法。然而這些制備環己酮的方法中存在著能耗高，成本大，副產物多，步驟繁雜，反應速率慢，污染大，效率低等問題。因此為了解決這些缺點以滿足社會發展進步的需要和經濟環境的要求，開發清潔、環保、高效的環己酮生產方法具有非常重大的意義。如何實現這一要求引起各國科研工作者們的廣泛關注。到目前為止，很多苯酚液相和氣相加氫條件下催化苯酚羥化反應制備環己酮的催化劑被開發出來，特別是負載金屬納米顆粒的無機材料，它們為促進苯酚的羥化制備環己酮提供了新思路和方法。然而這些催化劑大多都需要在加熱，高壓或者多相溶劑才能實現。此外，貴金屬納米粒子的均勻分散，以及粒徑的大小對催化劑的催化活性都將產生影響。如果能使金屬納米粒子均勻分散在材料表面，并且催化劑能在常溫常壓等溫和的條件下實現苯酚羥化制備環己酮的高效的轉化，將有利于不可再生能源的節約和環境污染的降低。

而在近幾十年來人們對于清潔能源的探索從未停止，光解水制氫作為一種利用太陽能制備清潔能源的方法一直是人們研究的熱點，光催化劑的研究是最重要的研究熱點之一，到目前為止已經有很多光催化劑被開發出來，其中二維材料由于其本身的獨特結構成為今年研究的熱點之一。

無機二維（2D）片狀納米材料是一類分子或原子厚度并具有各向異性的片狀結構，是一種納米級的特殊材料。同時也是重要的功能材料之一，其特殊的物理化學性質使之在催化，吸附，傳導等方面有著重要的應用。貴金屬Au，Pd，Pt具有較好的電學傳導和催化性能，在基礎研究和實際應用領域具有很大的價值，將貴金屬納米顆粒均勻地分散到納米片表面形成復合材料不僅可以保持納米片本身的優點，而且金屬納米顆粒與納米片形成協同作用。用光沉積還原的方式制備高分散的納米片已經得到很多研究者的認可，將金屬納米粒子以光沉積的方式負載到納米片的表面形成的復合材料在多相催化反應中表現出優越的性能和誘人的前景。光催化是多相催化的一種，作為一種可利用清潔可再生的太陽能來實現化學反應的具有巨大潛力的技術，它具有綠色環保，無二次污染的特點，因此受到了國內外科學家的高度關注。如果能結合二維納米材料的特點以及金屬納米顆粒的催化性能，將光沉積制備的金屬納米顆粒高分散于納米片的表面制備的復合材料用于光催化反應生產清潔能源和苯酚的羥化反應制備環己酮，這將為清潔能源的開發以及生產低成本的環己酮帶來新希望。

發明內容