包裹型納米貴金屬材料制備與應(yīng)用.pdf

1、納米貴金屬催化劑，特別是金催化劑，由于存在尺度效應(yīng)，當(dāng)其顆粒大小小于5 nm時(shí)，將表現(xiàn)出很強(qiáng)的催化活性。但是負(fù)載型的貴金屬催化劑由于納米粒子其表面原子占有的體積比非常大，表面原子配位不足具有非常高的表面能，從而使得相鄰的金納米粒子容易團(tuán)聚，而導(dǎo)致催化劑失活。要維持催化劑的催化活性，可以采用在納米空間上進(jìn)行物理隔離的方式，將金納米粒子相互間距離拉遠(yuǎn)，避免發(fā)生遷移團(tuán)聚。常用合成材料的方法是將納米貴金屬粒子通過(guò)包裹的方式分散在另一種材料內(nèi)部，

2、通過(guò)構(gòu)建核殼結(jié)構(gòu)來(lái)保護(hù)納米貴金屬粒子不發(fā)生團(tuán)聚。我們選擇了三種核殼結(jié)構(gòu)來(lái)比較不同核殼結(jié)構(gòu)的特性，并以一氧化碳催化氧化反應(yīng)作為探針?lè)磻?yīng)評(píng)價(jià)催化劑反應(yīng)性能。
　　本論文第一部分采用微乳液的合成方式，一鍋法合成了一種二氧化硅包裹的金納米粒子材料Au@SiO2，該材料具有均勻的結(jié)構(gòu)，其中金納米粒子顆粒大小為2.3±0.5 nm，二氧化硅殼層半徑為10 nm。該材料用于一氧化碳氧化時(shí)，起始反應(yīng)溫度為230℃。400℃下反應(yīng)65小時(shí)，轉(zhuǎn)化率只

3、有小幅下降，由83.4％降至80.5%，材料穩(wěn)定性優(yōu)良。
　　第二部分以第一部分材料為硬模板，經(jīng)水熱合成后刻蝕除去模板，得到多孔腔二氧化鈰包裹的催化劑Au@HM-CeO2，該催化劑初始催化活性高，通過(guò)調(diào)節(jié)金納米粒子的大小，當(dāng)金納米粒子大小為4 nm時(shí)，催化劑穩(wěn)定性優(yōu)異，在250℃反應(yīng)225小時(shí)催化劑活性幾乎保持不變。
　　第三部分采用分子篩作為包裹材料，以巰基硅烷鍵合保護(hù)貴金屬，得到原位的包裹，同時(shí)利用熱變性水凝膠作為硬模板