掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料及其制备方法与应用，用选择性刻蚀的方法，制得了中空介孔二氧化硅，利用简单的浸渍，将贵金属铂均匀的分布到其孔道中，然后将此催化剂与吸附了双核铑配合物的硅胶混合，最后得到了集显色探针与催化剂一体的复合材料。本发明专利技术公开的制备方法操作相对简单，由于双核铑配合物材料的显色性能以及催化剂的催化性能，因此可以形成同时检测和催化CO；此外，双核铑配合物对于CO具有明显的响应，可以对50ppm的CO发生显色变化，此制备方法制备的产品具有优异的检测和处理CO的性能，非常利于工业化应用。

Platinum/hollow mesoporous silica sphere composites doped with binuclear rhodium complexes and their preparation methods and Applications

The invention discloses a platinum/hollow mesoporous silica sphere composite doped with binuclear rhodium complex and its preparation method and application. Hollow mesoporous silica is prepared by selective etching method. Platinum is evenly distributed in the pore channels by simple impregnation, and then the catalyst is adsorbed with the binary catalyst. The core rhodium complex was mixed with silica gel, and finally a composite material with a colour probe and a catalyst was obtained. The preparation method disclosed in the present invention is relatively simple in operation, and can form simultaneous detection and catalytic CO because of the color development performance of binuclear rhodium complex material and the catalytic performance of the catalyst. In addition, the binuclear rhodium complex has obvious response to CO and can change the color of 50 ppm CO. The production of the preparation method is as follows: The product has excellent performance in detecting and treating CO, which is very conducive to industrial application.

【技术实现步骤摘要】
掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及纳米复合材料
，具体涉及一种掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法与在检测与处理CO废气中的应用。
技术介绍
随着近年来技术的迅速发展及快速的工业化，CO、SO2、NO2等有毒气体的排放严重超标，已经损坏了生态环境、危害了人类的身体健康。CO是常见且危害最大的有毒气体之一，CO气体的排放主要来自汽车尾气和煤炭等的不充分燃烧，它无色无味，且可迅速与人体中的血红蛋白结合，排挤氧气，造成人体缺氧，对人体的危害十分严重。因此处理CO气体的污染迫在眉睫，而利用金属纳米粒子催化氧化处理CO是一种有发展前途且应用广泛的气体处理方法。对于CO的检测，主要包括一些固态传感器、热电偶等，但是存在很大的检测限制，在以往的文献报道中，对于废气的处理，尤其是CO的处理，检测和催化一体化的报道基本没有。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法，采用简单的选择性刻蚀和浸渍方法，将大小均一的铂金负载到中空介孔二氧化硅的孔道中，通过简单的物理混合，将检测与催化材料混合在一起，以实现同时检测和处理空气中CO废气污染的目的。为了达到上述目的，本专利技术采用如下具体技术方案：掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯混合，反应得到二氧化硅纳米球；然后再加入原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，反应得到核壳结构的二氧化硅球；（2）将核壳结构的二氧化硅球加入碳酸钠溶液中反应，然后煅烧，得到中空介孔硅球；（3）将中空介孔硅球表面氨基化后浸入含有氯铂酸的溶液中，搅拌处理后离心分离，再还原得到带铂中空介孔硅球；（4）将三苯基膦、乙酸铑二聚体、乙酸在氩气氛围下混合，反应得到双核铑配合物；（5）将带铂中空介孔硅球和双核铑配合物分散在含硅胶的乙醇中，反应得到掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料。检测和/或处理CO的方法，包括以下步骤：（1）将乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯混合，反应得到二氧化硅纳米球；然后再加入原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，反应得到核壳结构的二氧化硅球；（2）将核壳结构的二氧化硅球加入碳酸钠溶液中反应，然后煅烧，得到中空介孔硅球；（3）将中空介孔硅球表面氨基化后浸入含有氯铂酸的溶液中，搅拌处理后离心分离，再还原得到带铂中空介孔硅球；（4）将三苯基膦、乙酸铑二聚体、乙酸在氩气氛围下混合，反应得到双核铑配合物；（5）将带铂中空介孔硅球和双核铑配合物分散在含硅胶的乙醇中，反应得到掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料；（6）将带铂中空介孔硅球或者掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料置入含有CO的环境中，完成CO的检测和/或处理。铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯混合，反应得到二氧化硅纳米球；然后再加入原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，反应得到核壳结构的二氧化硅球；（2）将核壳结构的二氧化硅球与碳酸钠溶液混合，反应后煅烧，得到中空介孔硅球；（3）将中空介孔硅球表面氨基化后浸入含有氯铂酸的溶液中，搅拌处理后离心分离，再还原得到铂/中空介孔二氧化硅球复合材料。上述技术方案中，步骤（1）中，乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯的质量比为(580～590):(90～110):(0～32):(50～55)，优选585:100:31:52；先将乙醇、水、氨水混合后在室温下搅拌20～30分钟，然后加入原硅酸四乙酯，搅拌5～10分钟后静置60～90分钟，得到二氧化硅纳米球；然后加入原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，在室温下静置2～4小时，得到核壳结构的二氧化硅球。上述技术方案中，步骤（2）中，碳酸钠溶液的浓度为0.5～0.7mol/L；反应的温度为70～90℃，时间为1～2小时；煅烧时升温速率为2～10℃/min，时间为5～10h，温度为500～600℃。上述技术方案中，步骤（3）中，表面氨基化的试剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷，溶剂为乙醇；表面氨基化的温度为100℃～130℃，时间为24～36小时；3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇和中空介孔硅球的质量比为(10～20):(190～210):(2～5)，优选10:（190～210）∶2；搅拌处理为真空条件下搅拌5～10小时；还原时升温速率为2～5℃/min，时间为2～4h，温度为200～300℃；还原时还原剂为氢气；含有氯铂酸的溶液中，溶剂为水，浓度为20mmol/L。上述技术方案中，步骤（4）中，三苯基膦、乙酸铑二聚体、乙酸的质量比为(1～2):(1～2):(100～150)，优选1:1:100，反应的温度为120～150℃，时间为30～60分钟。上述技术方案中，步骤（5）中，带铂中空介孔硅球、双核铑配合物、乙醇、硅胶的质量比为(1～2):(2～5):(50～60):(20～40)，优选1:2:50:20。根据上述掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法制备的掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料；根据上述铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法制备的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料。上述掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料或者铂/中空介孔二氧化硅球复合材料在检测与处理CO中的应用。上述铂/中空介孔二氧化硅球复合材料在制备上述掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料中的应用。本专利技术掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法可如下进行：（1）将乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯混合，得到均匀的二氧化硅纳米球，然后加入原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，得到核壳结构的二氧化硅球（sSiO2@mSiO2）；将sSiO2@mSiO2用碳酸钠溶液选择性刻蚀，放入80℃的烘箱中干燥后在空气中煅烧，得到中空介孔硅球（HMSs）；（2）将HMSs进行表面氨基化，得到表面富有氨基的中空介孔硅球，将其浸泡在含有氯铂酸的溶液中，搅拌处理，离心分离，然后用氢气作为还原剂，将贵金属铂均匀的分布到其孔道中作为催化剂；（3）将三苯基膦、乙酸铑二聚体、乙酸在氩气氛围下混合，加热回流得到紫色的双核铑配合物；（4）将催化剂和检测剂分散在乙醇中，然后将其吸附在一定量的硅胶中，得到掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料。将上述负载铂金的中空介孔二氧化硅复合材料置入含有CO的环境中，即完成CO的处理，将上述掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料置入含有CO的环境中，即完成CO的检测与处理。优选的，步骤（1）中，乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯的质量比为585:100:31:52；先将乙醇、水、氨水在室温下搅拌30分钟，然后将原硅酸四乙酯加入，搅拌10分钟后，静置60分钟，然后加入质量比为333：151的原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，在室温下静置3小时。用浓度为0.6mol/L的碳酸钠溶液在80℃下对产物进行选择性刻蚀2小时，离心得到中空介孔二氧化硅，并用水和乙醇洗涤，后放入80℃的烘箱中干燥，煅烧时升温速率为5℃/min，时间为6h，温度为550℃。本专利技术首先采用简本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯混合，反应得到二氧化硅纳米球；然后再加入原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，反应得到核壳结构的二氧化硅球；（2）将核壳结构的二氧化硅球加入碳酸钠溶液中反应，然后煅烧，得到中空介孔硅球；（3）将中空介孔硅球表面氨基化后浸入含有氯铂酸的溶液中，搅拌处理后离心分离，再还原得到带铂中空介孔硅球；（4）将三苯基膦、乙酸铑二聚体、乙酸在氩气氛围下混合，反应得到双核铑配合物；（5）将带铂中空介孔硅球和双核铑配合物分散在含硅胶的乙醇中，反应得到掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料。

【技术特征摘要】
1.掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯混合，反应得到二氧化硅纳米球；然后再加入原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，反应得到核壳结构的二氧化硅球；（2）将核壳结构的二氧化硅球加入碳酸钠溶液中反应，然后煅烧，得到中空介孔硅球；（3）将中空介孔硅球表面氨基化后浸入含有氯铂酸的溶液中，搅拌处理后离心分离，再还原得到带铂中空介孔硅球；（4）将三苯基膦、乙酸铑二聚体、乙酸在氩气氛围下混合，反应得到双核铑配合物；（5）将带铂中空介孔硅球和双核铑配合物分散在含硅胶的乙醇中，反应得到掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料。2.检测和/或处理CO的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯混合，反应得到二氧化硅纳米球；然后再加入原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，反应得到核壳结构的二氧化硅球；（2）将核壳结构的二氧化硅球加入碳酸钠溶液中反应，然后煅烧，得到中空介孔硅球；（3）将中空介孔硅球表面氨基化后浸入含有氯铂酸的溶液中，搅拌处理后离心分离，再还原得到带铂中空介孔硅球；（4）将三苯基膦、乙酸铑二聚体、乙酸在氩气氛围下混合，反应得到双核铑配合物；（5）将带铂中空介孔硅球和双核铑配合物分散在含硅胶的乙醇中，反应得到掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料；（6）将带铂中空介孔硅球或者掺杂双核铑配合物的铂/中空介孔二氧化硅球复合材料置入含有CO的环境中，完成CO的检测和/或处理。3.铂/中空介孔二氧化硅球复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将乙醇、水、氨水、原硅酸四乙酯混合，反应得到二氧化硅纳米球；然后再加入原硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷，反应得到核壳结构的二氧化硅球；（2）将核壳结构的二氧化硅球与碳酸钠溶液混合，反应后煅烧，得到中空介孔硅球；（3）将中空介孔硅球表面氨基化后浸入含有氯铂酸的溶液中，搅拌处理后离心分离，再还原得到铂/中空介孔二氧化硅球复合材料。4.根据权利要求1、2或者3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：路建美，陈冬赟，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32