一种负载型纳米金催化剂的制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种负载型纳米金催化剂的制备方法及用途。包括如下步骤：１）将２．０ｇ的埃洛石纳米管载体、２．０５～６．１５ｍＬ浓度为１０ｇ／Ｌ的氯金酸溶液、４０～１２０ｍＬ去离子水加入到２５０ｍＬ的三口烧瓶中；２）将烧瓶至于６０℃的油浴中，用４．０Ｍ的氨水将溶液调ｐＨ调至８～１２，然后９５～１０５℃搅拌回流１ｈ，过滤，用４．０Ｍ氨水１０～２０ｍＬ漂洗５ｍｉｎ，１５～２０ｍＬ热水抽洗２次，与１００℃下干燥１～２ｈ，最后于空气中３００℃下焙烧３～４ｈ，得到负载型纳米金催化剂。本发明专利技术的优点：制备方法简便易行，金颗粒分散均匀且负载效率高。本发明专利技术提供的催化剂对环己烯氧化制备环己烯酮和环己烯醇具有反应条件温和、活性和选择性好、催化剂用量少的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种负载型纳米金催化剂的制备方法及用途。
技术介绍
2001年4月在南非召开了各企业界出资筹办的首届金催化剂国际学术会议，同年 10月在爱尔兰召开的欧洲第五届国际催化会议上首次将金催化剂单独列为会议中心议题 之一。从那时起，金催化剂的研究和发展就得到了学术界和工业界的非常关注。近年来纳米 金作为催化剂已经应用于多种选择性氧化过程。由于纳米金催化剂具有优良的低温催化氧 化活性，因此在工业生产中具有广阔的应用前景，日本已将纳米金技术应用于室内除臭等 领域。三氧化二铝、二氧化硅等氧化物是纳米金催化剂的良好载体。有报道AuAl2O3催化剂 (CatalysisLetters, 2007,114 202-205)以及 Au/Ti02/Si02 催化剂(Catalysis Letters, 2007,118:248-253)对环己烷分子氧氧化有良好的催化性能。但目前，国内外还没有硅铝 酸盐能够负载纳米金催化剂的报道。厦门大学用碳纳米管为载体制备了 Au/CNTs催化剂 (Catalysis Letters, 2009,133 :33_40)，并对其应用进行研究，发现该催化剂对环烯烃氧 化有较好的催化活性。这种在纳米管结构上负载纳米金催化剂可以更有利于对金颗粒大小 的控制和金颗粒的分散。埃洛石纳米管(halloysite nanotubes)，简称HNTs，主要成分为 含有一定结晶水的硅酸铝，分子结构通式可写为Al2Si2O5 (OH)4 ·ηΗ20。HNTs内外表面和两端 都有一定数量的硅羟基存在，便于化学吸附，故可用作催化剂载体。埃洛石纳米管做载体已 成功制备了负载型钼催化剂Pt_CS/HNTs(含氢硅烷的硅加氢反应及其催化剂负载化研究， 浙江大学学位论文，2010)。本专利技术用沉积沉淀法合成埃洛石纳米管负载金催化剂Au/HNTs， 并将其应用于环己烯选择性催化氧化，在无溶剂、无引发剂温和条件下，Au/HNTs对环己烯 选择性催化氧化生成环己烯醇和环己烯酮有很好的效果。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种负载型纳米金催化剂的制备方法及用途。负载型纳米金催化剂由Au、Si、Al组成，其中Au作为催化剂的主要活性成分，其质 量百分含量为0. 5 1. 5% ；Si,Al用作催化剂的载体，其质量百分含量彡98. 5%。所述的Au为金属、金属氧化物或金属和金属氧化物的混合物。所述催化剂的载体 Si、Al为埃洛石纳米微管。负载型纳米金催化剂的制备方法包括如下步骤1)将2. Og的埃洛石纳米管载体、2. 05 6. 15mL浓度为10g/L的氯金酸溶液、40 120mL去离子水加入到250mL的三口烧瓶中；2)将烧瓶至于60°C的油浴中，用4. OM的氨水将溶液调pH调至8 12，然后95 105°C搅拌回流lh，过滤，用4. OM氨水10 20mL漂洗5min，15 20mL热水抽洗2次，与 100°C下干燥1 2h，最后于空气中300°C下焙烧3 4h，得到负载型纳米金催化剂。负载型纳米金催化剂用于环己烯选择性氧化生成环己烯醇和环己烯酮。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果1)操作简单，且金的负载效率高；2)金颗粒分散均勻，催化活性高；3)本专利技术提供的催化剂对于环己烯氧化制备环己烯酮和环己烯醇具有操作条件 温和、活性和选择性好、催化剂用量小的特点。具体实施例方式负载型纳米金催化剂由Au、Si、Al组成，其中Au作为催化剂的主要活性成分，其质 量百分含量为0. 5 1. 5% ；Si,Al用作催化剂的载体，其质量百分含量彡98. 5%。 所述的Au为金属、金属氧化物或金属和金属氧化物的混合物。所述催化剂的载体 Si、Al为埃洛石纳米微管。负载型纳米金催化剂的制备方法包括如下步骤1)将2. Og的埃洛石纳米管载体、2. 05 6. 15mL浓度为10g/L的氯金酸溶液、40 120mL去离子水加入到250mL的三口烧瓶中；2)将烧瓶至于60°C的油浴中，用4. OM的氨水将溶液调pH调至8 12，然后95 105°C搅拌回流lh，过滤，用4. OM氨水10 20mL漂洗5min，15 20mL热水抽洗2次，与 100°C下干燥1 2h，最后于空气中300°C下焙烧3 4h，得到负载型纳米金催化剂。负载型纳米金催化剂用于环己烯选择性氧化生成环己烯醇和环己烯酮。实施例1催化剂A的制备。将埃洛石纳米管载体2. 0g、4. IOmL浓度为10g/L的氯金酸溶液、 80mL去离子水加入到250mL的三口烧瓶中。将烧瓶至于60°C的油浴中，用4. OM的氨水将 溶液调PH调至8，然后100°C搅拌回流lh。结束，过滤，用4. OM氨水15mL漂洗5min，20mL 热水抽洗2次，与100°C下干燥lh，最后于空气中300°C下焙烧3h，得到催化剂A。实施例2催化剂B的制备。将埃洛石纳米管载体2. 0g、4. IOmL浓度为10g/L的氯金酸溶液、 80mL去离子水加入到250mL的三口烧瓶中。将烧瓶至于60°C的油浴中，用4. OM的氨水将 溶液调PH调至9，然后100°C搅拌回流lh。结束，过滤，用4. OM氨水15mL漂洗5min，20mL 热水抽洗2次，与100°C下干燥2h，最后于空气中300°C下焙烧3h，得到催化剂B。实施例3催化剂C的制备。将埃洛石纳米管载体2. 0g、4. IOmL浓度为10g/L的氯金酸溶液、 80mL去离子水加入到250mL的三口烧瓶中。将烧瓶至于60°C的油浴中，用4. OM的氨水将 溶液调PH调至10，然后100°C搅拌回流lh。结束，过滤，用4. OM氨水15mL漂洗5min，20mL 热水抽洗2次，与100°C下干燥2h，最后于空气中300°C下焙烧3h，得到催化剂C。实施例4催化剂D的制备。将埃洛石纳米管载体2. 0g、4. IOmL浓度为10g/L的氯金酸溶液、 80mL去离子水加入到250mL的三口烧瓶中。将烧瓶至于60°C的油浴中，用4. OM的氨水将 溶液调PH调至11，然后100°C搅拌回流lh。结束，过滤，用4. OM氨水15mL漂洗5min，20mL 热水抽洗2次，与100°C下干燥2h，最后于空气中300°C下焙烧3h，得到催化剂D。实施例5催化剂E的制备。将埃洛石纳米管载体2. 0g、4. IOmL浓度为10g/L的氯金酸溶液、 80mL去离子水加入到250mL的三口烧瓶中。将烧瓶至于60°C的油浴中，用4. OM的氨水将 溶液调PH调至12，然后100°C搅拌回流lh。结束，过滤，用4. OM氨水15mL漂洗5min，20mL 热水抽洗2次，与100°C下干燥2h，最后于空气中300°C下焙烧3h，得到催化剂E。实施例6催化剂F的制备。将埃洛石纳米管载体2. 0g、2. 05mL浓度为10g/L的氯金酸溶液、 40mL去离子水加入到250mL的三口烧瓶中。将烧瓶至于60°C的油浴中，用4. OM的氨水将 溶液调PH调至10，然后95°C搅拌回流lh。结束，过滤，用4. OM氨水IOmL漂洗5min，15mL 热水抽洗2次，与100°C下干燥lh，最后于空气中300°C下焙烧3h，得到催化剂F。实施例7催化剂G的制备。将埃洛石纳米管载体2. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载型纳米金催化剂，其特征在于，它由Ａｕ、Ｓｉ、Ａｌ组成，其中Ａｕ作为催化剂的主要活性成分，其质量百分含量为０．５～１．５％；Ｓｉ、Ａｌ用作催化剂的载体，其质量百分含量≥９８．５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明乔，蔡贞玉，沈杨一，赵静，杨洋洋，唐月，何潮洪，陈新志，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]