Au-PdNPs@NMOF-Ni超薄纳米片复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了一种Au

【技术实现步骤摘要】
Au
‑
Pd NPs@NMOF
‑
Ni超薄纳米片复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及有机催化
，具体涉及Au
‑
Pd NPs@NMOF
‑
Ni超薄纳米片复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]选择性氧化醇生成醛或酮是一类重要的有机合成反应。近年来，金属纳米颗粒(Metal Nanoparticles，MNPs)在催化苯甲醇氧化反应中表现出较高的催化活性，引起了人们的广泛关注。但MNPs在催化过程中极易发生团聚而导致活性降低且回收困难，不符合绿色化学可持续发展的要求。将MNPs负载在多孔材料中可以有效地提高催化活性和回收利用性。Au和Pd纳米颗粒，尤其是Au
‑
Pd双金属纳米颗粒复合材料在催化苯甲醇氧化反应过程中的表现出优异的催化性能。然而，大多数催化反应通常需要在大量碱和高压的条件下的进行，并且伴随着副产物苯甲酸和苯甲酸甲酯的生成。因此，开发在无碱、温和的反应条件下可高效催化醇氧化为醛的多相催化剂是研究工作者的研究目标。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出Au
‑
Pd NPs@NMOF
‑
Ni超薄纳米片复合材料及其制备方法和应用，制备的Au
x
Pd
y
@NMOF
‑
Ni复合材料，应用于催化苯甲醇氧化反应中，在无碱、常压条件下即可实现高效和高选择性的转化为苯甲醛。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]本专利技术提供一种Au
‑
Pd NPs@NMOF
‑
Ni超薄纳米片复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1.NMOF
‑
Ni的制备：
[0007]将5,4
‑
PMIA，TPOM，PVP和Ni(CH3COO)2·
4H2O加入到溶剂中，室温搅拌5
‑
15min后加热到140
‑
160℃，持续反应20
‑
40min，冷却至室温，洗涤，干燥，得到NMOF
‑
Ni；
[0008]S2.Au
x
Pd
y
@NMOF
‑
Ni的制备：
[0009]将NMOF
‑
Ni均匀地分散在水中，搅拌下加入HAuCl4·
6H2O和PdCl2的水溶液，室温下搅拌20
‑
40min，离心，洗涤，重新分散于水中，向以上分散液中加入NaBH4水溶液，继续搅拌20
‑
40min，离心，洗涤，干燥，得到Au
x
Pd
y
@NMOF
‑
Ni超薄纳米片复合材料。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述5,4
‑
PMIA、TPOM、聚乙烯吡咯烷酮和Ni(CH3COO)2·
4H2O的质量比为1：(0.5
‑
1.5)：(3
‑
7)：(0.5
‑
1.5)。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述溶剂选自N,N
‑
二甲基甲酰胺、XX中的至少一种。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述HAuCl4·
6H2O和PdCl2的物质的量之比为(1
‑
3)：(1
‑
2)。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述HAuCl4·
6H2O和PdCl2的物质的量之比为
2:1。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述NMOF
‑
Ni、HAuCl4·
6H2O和PdCl2的总质量、NaBH4的质量比为15：(0.5
‑
1)：(1
‑
2)。
[0015]本专利技术进一步保护一种上述的制备方法制得的Au
‑
Pd NPs@NMOF
‑
Ni超薄纳米片复合材料。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述材料中Au含量为1
‑
4wt％，所述Pd含量为0.5
‑
2wt％。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述材料中Au和Pd的物质的量之比为(10
‑
27)：(10
‑
27)。
[0018]本专利技术进一步保护一种上述的Au
‑
Pd NPs@NMOF
‑
Ni超薄纳米片复合材料在催化有机反应中的应用。
[0019]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术制备了Au
x
Pd
y
@NMOF
‑
Ni复合材料，并将其应用于催化苯甲醇氧化反应中，在无碱、常压条件下即可实现高效和高选择性的转化为苯甲醛。在相同的反应条件下，与负载单一金属纳米颗粒的Au@NMOF
‑
Ni和Pd@NMOF
‑
Ni相比，负载双金属纳米颗粒的AuxPdy@NMOF
‑
Ni的催化性能明显增强。当Au和Pd摩尔比为2：1时，复合材料(Au2Pd1@NMOF
‑
Ni)的催化性能最佳，且循环利用5次之后，催化性能没有明显的改变。此外，本专利技术发现Au2Pd1@NMOF
‑
Ni中NMOF
‑
Ni可能影响了Au2Pd
1 NPs表面的电子特性，形成Au2Pd
1 NPs的阴离子物种；Au
‑
Pd之间的协同效应更加有效地将O2活化成为过氧化态物种，进而促进苯甲醇向苯甲醛的转化。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为NMOF
‑
Ni、Au@NMOF
‑
Ni、Pd@NMOF
‑
Ni和Au
x
Pd
y
@NMOF
‑
Ni的PXRD图；
[0022]图2为NMOF
‑
Ni和Au2Pd1@NMOF
‑
Ni的SEM图及Au2Pd1@NMOF
‑
Ni的SEM
‑
EDS元素分布图；
[0023]图3为Au2Pd1@NMOF
‑
Ni的TEM图和HAADF
‑
STEM图及Au2Pd
1 NPs粒径分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Au
‑
Pd NPs@NMOF
‑
Ni超薄纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.NMOF
‑
Ni的制备：将5,4
‑
PMIA，TPOM，PVP和Ni(CH3COO)2·
4H2O加入到溶剂中，室温搅拌5
‑
15min后加热到140
‑
160℃，持续反应20
‑
40min，冷却至室温，洗涤，干燥，得到NMOF
‑
Ni；S2.Au
x
Pd
y
@NMOF
‑
Ni的制备：将NMOF
‑
Ni均匀地分散在水中，搅拌下加入HAuCl4·
6H2O和PdCl2的水溶液，室温下搅拌20
‑
40min，离心，洗涤，重新分散于水中，向以上分散液中加入NaBH4水溶液，继续搅拌20
‑
40min，离心，洗涤，干燥，得到Au
x
Pd
y
@NMOF
‑
Ni超薄纳米片复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述5,4
‑
PMIA、TPOM、聚乙烯吡咯烷酮和Ni(CH3COO)2·
4H2O的质量比为1：(0.5
‑
1.5)：(3
‑
7)：(0.5
‑
1.5)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述溶剂选自N,N
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：温丽丽，郭套连，莫凯丽，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：