一种限域结构双亲性纳米催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及催化剂技术领域，提供了一种限域结构双亲性纳米催化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的双亲性纳米催化剂具有套管结构，壳层为亲水性氧化钛层，管层为疏水性碳纳米管，活性组分为Pt纳米粒子，活性组分负载在管层外壁或壳层内壁上。本发明专利技术提供的催化剂具有亲水性的壳层和疏水性的管层，在参与油‑水两相中的催化或有机物在水相中的催化时，具有改善反应动力学、提高产率的优点，在催化领域绿色发展方向具有潜在的应用价值。本发明专利技术利用原子层沉积法制备限域结构双亲性纳米催化剂，可以有效控制Pt纳米粒子的锚定位点，步骤简单，能够有效的调节材料的亲疏水特性，从而实现催化剂与反应浸润性匹配，提高催化性能。

An amphiphilic nano catalyst with limited structure and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种限域结构双亲性纳米催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种限域结构双亲性纳米催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
在绿色化学的背景下，寻找绿色无污染的新型溶剂是一种提高反应环保性的重要手段。水因其廉价、安全、绿色无毒的特性，备受广大研究者的青睐，有望替代有机溶剂。然而，大多数有机物在水中溶解度极低，反应体系通常是有机物(油)/水两相或油/水/固三相，反应物与催化剂接触困难，传质阻碍较大，反应十分缓慢。为了解决这一问题，研究者发现相转移催化剂、胶束以及微乳液可以有效增加有机物与水之间的接触面积并加快有机反应物的传质速率，最终提高反应的催化效率。但是由于自身表面活性可能导致体系发生乳化，使最终产物分离带来很大困难。近年来，随着纳米技术的发展，人们采用将含有两亲性化合物分子的催化剂固相化的方法开发出一种新型的多相催化剂，即两亲性纳米催化剂。它们参与有机物在水相中的催化或在油-水两相中的催化，两亲性纳米催化剂通常具有改善反应动力学、提高产率和选择性的优点。受浸润性的影响，双亲性纳米催化剂在反应体系中能够缩短分子间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种限域结构双亲性纳米催化剂，其特征在于，所述双亲性纳米催化剂具有双层套管结构，包括壳层、位于壳层内部的管层以及活性组分，壳层和管层之间的间隙形成限域孔道空间；所述壳层为亲水性氧化钛层，所述管层为疏水性碳纳米管层；所述活性组分为Pt纳米粒子；所述活性组分负载在管层外壁或壳层内壁上。/n

【技术特征摘要】
1.一种限域结构双亲性纳米催化剂，其特征在于，所述双亲性纳米催化剂具有双层套管结构，包括壳层、位于壳层内部的管层以及活性组分，壳层和管层之间的间隙形成限域孔道空间；所述壳层为亲水性氧化钛层，所述管层为疏水性碳纳米管层；所述活性组分为Pt纳米粒子；所述活性组分负载在管层外壁或壳层内壁上。


2.根据权利要求1所述的双亲性纳米催化剂，其特征在于，所述壳层的厚度为8～15nm；所述管层的直径为60～100nm；所述壳层和管层的间隙为3～50nm。


3.根据权利要求1所述的双亲性纳米催化剂，其特征在于，所述Pt纳米粒子的粒径为1～3nm；所述双亲性纳米催化剂中Pt纳米粒子的负载量为1wt％～2wt％。


4.权利要求1～3任一项所述限域结构双亲性纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
当Pt纳米粒子负载在壳层内壁上时，所述制备方法包括以下步骤：
利用原子层沉积法依次在疏水碳纳米管表面沉积氧化铝层、Pt纳米粒子和亲水氧化钛层，然后将氧化铝层刻蚀去除，得到限域结构双亲性纳米催化剂；
当Pt纳米粒子负载在管层外壁上时，所述制备方法包括以下步骤：
利用原子层沉积法依次在疏水碳纳米管表面沉积Pt纳米粒子、氧化铝层和亲水氧化钛层，然后将氧化铝层刻蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃勇，邢双凤，高哲，熊咪，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14