單分散中孔納米金-二氧化硅復(fù)合微球及其液相催化應(yīng)用.pdf

1、單分散中孔納單分散中孔納米金米金二氧化硅復(fù)合微球及其液相二氧化硅復(fù)合微球及其液相催化應(yīng)用催化應(yīng)用MonodisperseMesopousMicrospheresofNanogoldSilicaasHighlyEfficientCatalystsfLiquidPhaseReactions學(xué)科專業(yè)：藥物分析研究生：李亞美指導(dǎo)教師：萬謙宏教授天津大學(xué)藥物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二零一二年五月摘要由于具有低溫催化、選擇性、環(huán)境友好性及相對廉價的特征，納米

2、金催化劑在水煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)、選擇性氧化和加氫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。在負載型納米金催化劑中，小粒徑納米金顆粒高度分散在載體中是提高催化活性有效途徑。負載型納米金催化劑的制備方法較多，但仍有一些不足。如浸漬法制得的金顆粒分散性不好且粒徑較大；沉淀沉積法及共沉淀法等方法中影響因素較多且較難以控制；化學(xué)氣相沉積法、直流磁電管濺射法等對儀器設(shè)備要求高。采用金膠體為前體的制備方法的優(yōu)點在于金納米粒子的尺寸可預(yù)先選擇，并在焙燒固定化的過程中保持不變。但是

3、，采用該法制備具有耐磨損的球形催化劑的工作迄今未見報道。本文旨在發(fā)展基于多孔硅膠的粒徑均一中孔結(jié)構(gòu)的負載型納米金催化劑制備新方法。首先，以金膠體和硅溶膠為原料，通過尿素與甲醛在酸性催化劑下的聚合反應(yīng)，同時將硅溶膠與金膠體包埋，得到脲醛樹脂硅膠納米金雜化微球。然后，高溫煅燒雜化微球除去有機模板，得到粒徑均一，金含量可調(diào)的中孔復(fù)合微球納米金（SiO2Au）催化劑。研究內(nèi)容包括金膠體的制備與穩(wěn)定性考察；復(fù)合微球的制備與表征；復(fù)合微球催化活性的

4、評價。首先采用檸檬酸鈉單寧酸還原法和檸檬酸鈉還原法分別制備了粒徑為5~20nm的金膠體，并對其在酸性條件下的膠體穩(wěn)定性進行了考察。雖然兩種膠體均具有均一粒徑，檸檬酸鈉法制得的膠體在pH2左右團聚，而檸檬酸鈉單寧酸法制得的金膠體在相同條件下仍保持良好分散，適用于SiO2Au復(fù)合微球的制備。以檸檬酸鈉單寧酸法制得的金膠體為前體，硅溶膠為硅源，經(jīng)尿素甲醛在酸催化下聚合和熱解除去樹脂模板的方法制備SiO2Au復(fù)合微球；分別對金膠體的種類、體系p

5、H及硅溶膠的加入量進行了考察及優(yōu)化。并采用紫外可見吸收光譜、高分辨率透射電鏡、X射線衍射、原子吸收光譜、高分辨率掃描電鏡和氮氣吸附－脫附等手段對材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)進行了表征。結(jié)果顯示，納米金硅膠復(fù)合微球具有良好球形，其平均粒徑為2μm，且具有較大的比表面積和孔容。納米金顆粒高度分散于二氧化硅載體中，平均粒徑為10nm左右；復(fù)合微球中的金含量可以通過改變反應(yīng)混合物中膠體金的比例加以調(diào)控。采用水溶液中硼氫化鈉還原p硝基苯胺體系用于SiO2Au復(fù)