本文關(guān)鍵詞：尺寸可控、高熱穩(wěn)定性有序介孔碳Au催化劑的合成（英文）　出處：《催化學(xué)報》2016年01期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 金納米顆粒 尺寸 碳 介孔

【摘要】：納米Au催化劑被認(rèn)為是具有商業(yè)價值的用于醇選擇氧化的第二代催化劑.這是因?yàn)锳u氧化還原電勢高,化學(xué)穩(wěn)定性好,可抑制易使Pt族元素中毒的胺等的毒化;其次,對于一些特定選擇氧化和還原反應(yīng)而言,具有較優(yōu)的反應(yīng)選擇性.目前較多的研究集中在調(diào)變Au納米顆粒與氧化物載體的相互作用,獲得協(xié)同效應(yīng).例如,利用CeO_2納米晶為載體,沉積Au納米顆粒(約3 nm),使CeO_2部分還原為非計量比的催化材料,活化氧并獲得高選擇氧化性能.碳是相對惰性的載體,與Au相互作用力弱,因此可被用于研究Au納米顆粒本征催化性能.但負(fù)載碳金催化劑在焙燒甚至還原過程中易團(tuán)聚,且在反應(yīng)中易流失,可能導(dǎo)致活性下降.利用膠體沉積法可獲得介孔碳擔(dān)載納米Au催化劑,對葡萄糖選擇氧化具有很高的催化活性和選擇性.但是,制備中使用的保護(hù)劑殘留經(jīng)常被忽略.由于立體效應(yīng)或電子結(jié)構(gòu)調(diào)變作用,保護(hù)劑可能影響Au催化劑活性或穩(wěn)定性.我們前期建立了反應(yīng)單體參與的自組裝技術(shù)合成功能化介孔碳路線,一步在介孔碳骨架中摻雜氧化物納米催化劑.本文從介孔催化材料的結(jié)構(gòu)出發(fā),設(shè)計"鑲嵌"在碳骨架中的納米Au顆粒.采用配位作用輔助表面活性劑自組裝技術(shù),以苯酚和甲醛為碳前體,引入含巰基硅烷偶聯(lián)劑,通過配位作用穩(wěn)定金離子,獲得尺寸可控介孔碳限域納米Au催化劑.低溫炭化中,由于巰基-金的配位作用阻抑金屬移動或團(tuán)聚,高溫下聚合物炭化為相對剛性的碳骨架.此時,Au納米顆粒被相鄰介孔孔墻限制.硅烷偶聯(lián)劑可除去,不影響碳載體,并可產(chǎn)生豐富二級孔道,獲得多級孔道介孔碳材料.X射線衍射和透射電鏡結(jié)果顯示,所合成的催化劑中Au顆粒的尺寸可控,為3-18nm,且具有單分散性,均勻地分散在整個介孔碳骨架中,其含量為1.1-9.0wt%.金碳催化劑具有有序的二維六方介孔結(jié)構(gòu).能量散射譜(EDX)也證明了催化劑只含有C,O和Au元素,沒有S和Si元素的殘留.X射線光電子能譜(XPS)結(jié)果顯示催化劑表面的Au含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ICP的測試結(jié)果,也證明了Au納米顆粒分布在介孔碳骨架內(nèi),同時只含有C,O和Au元素也與EDX相符.X射線近邊吸收譜結(jié)果表明,隨著顆粒尺寸的減小,Au表面電子性質(zhì)發(fā)生改變,N_2吸脫附等溫線顯示,有序介孔碳金催化劑具有典型的第Ⅳ型曲線,說明孔徑分布范圍較窄,主孔道尺寸為3.4-5.7nm.值得注意的是,低壓力段吸附量顯示明顯突躍,暗示其具有一套約為2 nm的次級介孔.所有的催化劑都具有高的比表面積(1269-1743m~2/g)和大的孔體積(0.79-1.38cm~3/g).Au納米顆粒具有高的熱穩(wěn)定性,在惰性氣氛中,即使在600℃也未見明顯聚集長大.進(jìn)一步討論了合成中影響金納米顆粒尺寸的重要影響因素.(1)巰基含量:通過調(diào)節(jié)巰基組分的含量,可以調(diào)控催化劑中Au納米顆粒的尺寸(9-18nm).需要強(qiáng)調(diào)的是,Au納米顆粒尺寸與巰基在新合成材料中的濃度有關(guān),當(dāng)巰基含量在所研究的范圍中時(1.55-3.06mmol/g),Au納米顆粒尺寸僅僅與巰基濃度有關(guān),而與Au濃度無關(guān).(2)硫酸預(yù)炭化處理:新合成的材料經(jīng)過一步硫酸預(yù)炭化處理,可以得到尺寸為3 nm的有序介孔碳金催化劑.表征結(jié)果證明,經(jīng)過硫酸預(yù)碳化處理,大量表面活性劑被除去,同時聚合物載體發(fā)生部分碳化,有助于在后續(xù)高溫炭化中保護(hù)3nm金顆粒不團(tuán)聚.尺寸可控、高熱穩(wěn)定性、無配體保護(hù)的有序介孔碳負(fù)載Au催化劑有望應(yīng)用在催化和傳感器等領(lǐng)域.
【作者單位】： 上海師范大學(xué)化學(xué)系 資源化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海市稀土功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;上海應(yīng)用物理研究所 上海市同步光源中心;斯德哥爾摩大學(xué)物理、無機(jī)和結(jié)構(gòu)化學(xué)系 阿倫尼烏斯實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：supported by the State Key Basic Research Program of China(2013CB934102) the National Natural Science Foundation of China(21322308,21173149) the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University(PCSIRT-IRT1269) the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education(20123127110004) Shanghai Science&Technology and Education Committee(11JC1409200,DZL123,S30406)~~
【分類號】：O643.36
【正文快照】： 1.Introduction Au catalysts have attracted significant attention since beingreported as exhibiting high catalytic activity by Haruta,Hutch  ings and co workers[1 3].Such Au catalysts have found applicationsin areas such as selective oxidation[4 6],h

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 伍三華;徐英明;張柏林;;堿基腺嘌呤與胸腺嘧啶在Au(111)電極上的共吸附[J];分析化學(xué);2009年11期

2 寧遠(yuǎn)濤;;Au與Au合金材料近年的發(fā)展與進(jìn)步[J];貴金屬;2007年02期

3 方芳,王英,張效巖,張亞非;Au納米粒子在有機(jī)溶劑中的電導(dǎo)行為[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2004年10期

4 翟秋閣;司學(xué)芝;李海軍;馬萬山;;硫氰酸銨-氯化十六烷基吡啶-水體系浮選分離Au(Ⅲ)的研究[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2011年01期

5 崔夢楠;楊曉寧;;超臨界CO_2中表面鈍化Au納米粒子的分子動力學(xué)模擬[J];南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年03期

6 賈美林,李常艷,胡瑞生,沈岳年;負(fù)載型Au催化劑的研究進(jìn)展[J];內(nèi)蒙古石油化工;2004年01期

7 張冬柏,齊利民,程虎民,馬季銘;液晶模板法制備Au納米線[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2003年12期

8 黃杉生,殷月芬,王柯敏,何曉曉,鐘桐生;基于Au納米通道膜的生物分離新方法在蛋白質(zhì)分離中的應(yīng)用[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2004年12期

9 矯玉秋;趙昆;;雙核Au配合物激發(fā)態(tài)性質(zhì)的理論研究[J];光學(xué)技術(shù);2008年S1期

10 潘路;王鳳武;張祖德;;鹽酸胍與溴化十六烷基吡啶從堿性氰化液中萃取Au(I)[J];過程工程學(xué)報;2008年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 刁鵬;侯群超;張琦;;Au納米粒子在微電極表面的電化學(xué)區(qū)域化組裝[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（下集）[C];2005年

2 林莉莉;裴祖奎;汪宏;謝兆雄;;方酸在Au(111)面上的自組裝[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第04分會場摘要集[C];2010年

3 林菊芳;蔣勵;王玫;劉榮;溫中偉;鹿心鑫;朱通華;;Au活化箔在組合材料上活化反應(yīng)率研究[A];第十四屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2008年

4 劉佩芳;陶芝勇;;電沉積Au和Pt納米顆粒對外球反應(yīng)的粒度效應(yīng)[A];第十三次全國電化學(xué)會議論文摘要集（下集）[C];2005年

5 姜婷婷;王威;李振宇;王兆杰;王策;;聚吡咯/二氧化鈦/Au納米纖維在室溫下檢測低濃度氨氣[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第4分會場摘要集[C];2012年

6 吳暢書;藍(lán)可;孟續(xù)軍;;Au材料輻射燒蝕的數(shù)值模擬研究[A];第五屆全國青年計算物理學(xué)術(shù)交流會論文摘要[C];2008年

7 張光華;孫昌梅;曲榮君;張盈;;聚苯乙烯負(fù)載氨基甘油對水中Au(Ⅲ)的吸附性能研究[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

8 夏慧娟;孔凡紅;張軍;王淑榮;吳世華;;Au摻雜的WO_3的氣敏性研究[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會納米化學(xué)分會場論文集[C];2008年

9 李影;金超;祖連海;秦瑤;楊金虎;;超長Au納米線的簡單快速合成及其過氧化氫檢測研究[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第04分會：納米生物傳感新方法[C];2014年

10 王濤;徐琳;壽恒;寇元;;可溶性Au納米粒子催化一氧化碳氧化[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會綠色化學(xué)分會場論文集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 本報通訊員 陳鎩〈藿，

本文編號：1336510