[發明專利]一種灌流硅膠/納米金復合微球及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710887979.2
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107649184B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 郭俊芳;屈舒;郭慶中;鄢國平;李亮
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: B01J35/08
• 分類號: B01J35/08;B01J31/02;B01J23/52;C07C213/02;C07C215/76
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;李欣榮

本發明公開了一種灌流硅膠/納米金復合微球及其制備方法和應用，本發明首次提出采用灌流硅膠微球為載體，將納米金負載在灌流硅膠微球骨架上的孔道結構中，制備灌流硅膠/納米金復合微球；具體制備步驟如下：1)灌流硅膠微球與過量的巰基硅烷偶聯劑反應生成巰基改性灌流硅膠微球；2)將巰基改性灌流硅膠微球分散在乙醇中，然后向其中逐滴加入納米金水溶膠直至納米金水溶膠顏色不消失，再經攪拌反應、抽濾、洗滌、干燥，得灌流硅膠/納米金復合微球。本發明所述灌流硅膠/納米金復合微球可用作芳香硝基化合物氫化還原反應的催化劑，具有優異的催化性能和可重復利用性能，多次重復使用后仍可保持良好的催化活性。

技術領域

本發明屬于納米復合材料制備領域，具體涉及一種灌流硅膠/納米金復合微球及其制備方法和應用。

背景技術

隨著全球能源逐漸緊缺，污染嚴重，使得節能環保，循環利用的生產與發展模式受到極大的關注。而傳統催化劑在環保與循環利用上的不足，使催化生產行業開始研究并推行重復利用率高的貴金屬催化劑，將貴金屬負載在惰性載體上，具有更易回收且環保等優點。

納米金以其良好的穩定性、量子尺寸效應、表面效應、光化學效應以及獨特的生物親和性，在工業催化、生物醫藥、生物分析化學、食品安全快速檢測等領域具有廣泛的應用。有學者將納米金與酚醛樹脂的乙醇溶液混合后進行高溫碳化得到具有水熱穩定性和化學惰性的介孔碳負載的金納米催化劑(CN 102553583 A,2012.07.11)，作為硝基苯類化合物加氫反應的催化劑。也有學者將具有大比表面積和高結晶度的二氧化鈦作為載體得到一種負載金的二氧化鈦納米催化劑(CN 104353456 A,2015.02.18)。上述負載納米金催化劑都是以介孔材料為載體，納米金負載過程中，納米金易造成孔道堵塞，應用于催化反應時，可能會產生內擴散限制，進而影響催化活性和轉化率。

發明內容

本發明的目的是提供一種灌流硅膠/納米金復合微球，以灌流硅膠微球為載體，將納米金負載在灌流硅膠微球骨架上的孔道結構中；所述灌流硅膠/納米金復合微球具有優異的催化性能和重復利用性，適用作芳香硝基化合物氫化還原反應的催化劑。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種灌流硅膠/納米金復合微球的制備方法，包括如下步驟：

1)將灌流硅膠微球分散在無水溶劑中，攪拌，加入巰基硅烷偶聯劑，加熱回流反應8-36h，再經冷卻、洗滌、干燥，得巰基改性灌流硅膠微球；

2)將所得巰基改性灌流硅膠微球分散在乙醇中，在攪拌條件下，向其中逐滴加入納米金水溶膠，直至所得反應液中納米金水溶膠的顏色不消失，繼續進行攪拌反應0.1-3h，再經抽濾、洗滌、干燥，得灌流硅膠/納米金復合微球。

上述方案中，所述灌流硅膠微球的尺寸大小為3-50μm。

上述方案中，所述灌流硅膠微球具有大孔和中孔的分級孔結構，中孔孔徑為5-20nm，大孔孔徑為0.5-1.5μm。

上述方案中，所述巰基硅烷偶聯劑可選用巰丙基三甲氧基硅烷、巰丙基三乙氧基硅烷或二者的混合物等。

上述方案中，所述無水溶劑為甲苯或二甲苯；

上述方案中，所述灌流硅膠微球與巰基硅烷偶聯劑的質量比為(10～2):1。

優選的，所述納米金水溶膠中，納米金的粒徑為1-50nm。

上述方案所述灌流硅膠/納米金復合微球在催化芳香硝基化合物氫化還原反應中的應用。

優選的，所述芳香硝基化合物為對羥基硝基苯、對氨基硝基苯、間磺酸鈉基硝基苯或三硝基苯酚等。

本發明的原理為：