本发明专利技术涉及从微乳液中制备担载型纳米金属催化剂，具体地说是一种从微乳液中制备担载型纳米金属催化剂的方法，可按如下步骤操作，１）将Ⅷ或ⅠＢ族可溶性金属盐的水溶液、非离子表面活性剂、助表面活性剂和有机溶剂按１∶１．６－４∶２－５∶１４－３０的体积比混合，制成微乳液；２）连续搅拌下在微乳液中加入过量的还原剂，同时直接加入溶胶作为载体，载体的加入量按催化剂的组成加入；３）搅拌３０－３００分钟后，加入破乳剂进行破乳，抽滤，洗涤，干燥，得到分布均一、高催化活性的担载型纳米金属催化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及从微乳液中制备担载型纳米金属催化剂，具体地说是一种从微乳液中制备担载型纳米金属(银)催化剂的方法。
技术介绍
微乳液是一种由水、油、表面活性剂和助表面活性剂组成的外观透明的、热力学稳定的宏观均相溶液。反相微乳液是由水滴分散在油相中形成的，其中的液滴可以达到纳米级，利用微乳液的这种结构可以制备纳米无机粒子。1982年Magali Boutonnet(文献1The preparation ofmonodisperse colloidal mental particles from microemulsions，Colloids and Surfaces 5(1982)209-225)首次报道了利用微乳液制备粒径在3nm-5nm的Pt、Pd、Ru、Ir纳米粒子。金属纳米粒子拥有特殊的电子性能，是优良的催化剂。传统制备催化材料的方法是浸渍法，这是一种简单、高效的催化剂制备方法，它所制备的活性物有一部分就是纳米级的，但是浸渍法有其自身的缺点一.它得到的纳米粒子粒径通常分布很宽，难以控制；二.粒子的大小、结构、分布都受到载体形貌和结构的影响；三.难以控制合金的组成；浸渍法在控制制备中仍有很大不足。微乳法恰恰弥补了这个缺陷。我们可以通过控制微乳液各组分的比例来控制纳米粒子的粒径。用微乳法制备的纳米粒子粒径均一、分布窄，有利于进行一些催化机理研究；具有特殊形貌的纳米粒子因为拥有潜在的特殊功能一直是材料研究者的目标，文献报道微乳液同时具有控制纳米粒子形貌的功能，因此从微乳液中制备含有特殊形貌活性组分催化剂成为可能。用微乳法制备担载型催化剂的一个关键问题就是如何把微乳液中已经制备好的均一的纳米粒子同样均匀的分散到载体上，Sara Eriksson，Magali Boutonnet(文献2Preparation of catalysts frommicroemulsions and their applications in heterogeneous catalysis，Applied Catalysis AGeneral 265(2004)207-219)对微乳法在多相催化剂方面的制备和应用做了综述，现在主要发展了三种从微乳液中制备担载型催化剂的技术。Magali Boutonnet(文献3Monodispersecolloidal metal particlesfrom nonaqueous solutionsCatalytic behavior in hydrogenation ofBut-l-ene of platinum，Palladium，and Rhodium particles supportedon pumice，Journal of Catalysis 103(1987)95)首次报道了使用破乳剂四氢呋喃在微乳液中制备担载型金属催化剂。他们首先在微乳液中制备粒径小、粒度均一的金属纳米粒子，然后加入载体如γ-Al2O3、浮石等，同时加入破乳剂破乳如四氢呋喃，使纳米粒子担载到载体上。此方法使用的破乳剂用量很大，几乎是微乳液体积的四倍，有机溶剂消耗量很大，同时此方法条件要求严格，破乳剂的滴加速度过快或过慢都难以得到粒径均一、分散度好的担载型催化剂；担载过程能否成功与载体本身的性质有着直接的关系。这种方法能够从微乳液中制备担载型催化剂，但是有机溶剂的大量消耗，制备过程严格的条件控制很大程度上限制了它的广泛使用。Masahiro Kishida(文献4Hydrogenation of carbon dioxide overmetal catalysts prepared using microemulsion，Catalysis Today，29(1996)355-359)报道了一种把微乳法和溶胶凝胶法进行结合在微乳液中制备担载型金属催化剂的方法。他们首先在微乳液中制备纳米粒子，其次在微乳液中加入载体前驱体如金属醇盐，促使醇盐原位水解并进行溶胶凝胶过程，从而完成纳米粒子的担载。这种方法可以得到高分散粒径均一的担载型催化剂，但是纳米粒子容易成为醇盐水解的核，活性中心易被包覆在载体中，影响它的催化活性；其次水解的一些条件对制备的结果影响很大，所以同时必须对水解过程进行控制；再者，载体在微乳液中进行水解，粒子相对较小，用普通滤纸过滤进行分离具有一定困难。Kai Man K.Yu(文献5Ultra-thin porous silica coatedsilver-platinum alloy nano-particleas a new catalyst precursor，Chemical Communication，13(2003)1522-1523)报道了使用重新分散法从微乳液中制备担载型金属催化剂。他们首先在微乳液中制备了Ag&Pt双金属硅胶包覆纳米粒子，把它作为催化剂前驱体担载在γ-Al2O3上。这种方法制备步骤繁多，担载难以完全，使用的较少。首先把微乳液中的纳米粒子通过破乳、超速离心、多次洗涤把它分离出来，粒子重新分散在某一适当的有机溶剂中，然后再加入载体进行搅拌。通常完全担载具有一定的困难，对载体的要求也比较高。显然这种方法步骤繁琐、成本高、效果不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操作简易、担载完全的从微乳液中制备担载型纳米金属催化剂的方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为本专利技术利用溶胶状态的物质直接作为载体进行担载。由于溶胶表面含有大量的羟基，如硅溶胶含有大量的硅羟基，利用羟基与纳米粒子之间的相互作用，使得纳米粒子完全并且高分散的担载到载体表面。其将一种非离子表面活性剂、有机溶剂、助表面活性剂和含有金属离子的水溶液按一定的组分进行混合，制备成均一、透明的微乳液；恒温水浴搅拌下，在微乳液中加入一定量的还原剂，同时迅速加入溶胶；加入还原剂后，微乳液的颜色迅速改变，连续搅拌，破乳，抽滤，洗涤，干燥，得到分散均一的纳米(银/二氧化硅)催化剂粉末。具体制备过程如下1)将VIII或IB族可溶性金属盐的水溶液(含催化剂活性组分金属离子的水溶液)、非离子表面活性剂、助表面活性剂和有机溶剂按1∶1.6-4∶2-5∶14-30的体积比混合，制成微乳液；2)连续搅拌下在微乳液中加入过量的还原剂，同时直接加入溶胶作为载体，载体的加入量按催化剂的组成加入；3)搅拌30-300分钟后，加入破乳剂进行破乳(破乳液的量是微乳液体积的0.3-1.0)，搅拌1-3分钟，静置，溶液立刻分层，上层为清澈透明的清液，下层为颜色均一的沉淀物；抽滤(用普通滤纸进行抽滤，滤液清澈透明，并用乙醇多次洗涤除去表面活性剂、有机溶剂和一些反应负产物，担载完全成功，分离操作简单)，洗涤，干燥(在60-100℃的烘箱中干燥12-48小时，催化剂在空气中干燥性质稳定)，得到担载型催化剂粉末。在所配制的微乳液中，有机溶剂可以是C6-C8的环烷烃、直链烷烃或支链烷烃；非离子表面活性剂可以为聚氧乙烯山梨醇酐单脂肪酸酯类(例如Tween80(聚氧乙烯(20)山梨醇酐单油酸酯))和聚氧乙烯醚类化合物(例如Brij30(聚氧乙烯(4)月桂基醚，Brij35(聚氧乙烯(23)月桂基醚))；助表面活性剂可以为C4-C6的醇类；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从微乳液中制备担载型纳米金属催化剂的方法，其特征在于：可按如下步骤操作，１）将Ⅷ或ⅠＢ族可溶性金属盐的水溶液、非离子表面活性剂、助表面活性剂和有机溶剂按１∶１．６－４∶２－５∶１４－３０的体积比混合，制成微乳液；２）连续搅拌下在微乳液中加入过量的还原剂，同时直接加入溶胶作为载体，载体的加入量按催化剂的组成加入；３）搅拌３０－３００分钟后，加入破乳剂进行破乳，抽滤，洗涤，干燥，得到担载型催化剂粉末。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金小平，丛昱，张涛，王晓东，刘茜，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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