本发明专利技术提供贵金属催化剂，包括：球形外壳载体和置于球形外壳载体空腔内的活性微粒，所述球形外壳载体为四氧化三铁，所述活性微粒为贵金属。本发明专利技术还提供一种上述贵金属催化剂的制备方法，包括：将水溶性铁无机盐、水溶性贵金属盐、柠檬酸三钠、尿素和聚丙烯酰胺在水中混合均匀，得到混合溶液；密闭条件下，将所述混合溶液在190℃～210℃恒温静置；将静置后的混合溶液磁分离，得到贵金属催化剂。上述方法操作简便，一步反应即得，该贵金属催化剂适合用来催化Heck反应和Suzuki反应，同时也可以催化还原RhB和硝基苯酚，该催化剂易于与产物分离，活性成分不易遗失。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂领域，特别涉及一种。
技术介绍
贵金属催化剂是一种能改变化学反应速率而自身又不参与反应的一类贵金属材料。常用的贵金属催化剂有金、钼、钯、铑、银、钌等。这些贵金属的d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且催化强度适中，利于形成中间活性化合物，具有较高的催化活性。同时贵金属催化剂还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性。鉴于贵金属催化剂的上述优点，其被广泛用于加氢、脱氢、氧化、还原、异构化、芳构化、裂化、合成等反应，在化工、石油精制、医药等领域。大部分贵金属催化剂为负载复合型，载体是贵金属活性组分的分散剂或支持物， 其主要用于增加催化剂的有效表面、提供合适的孔结构或保证催化剂机械强度和热稳定性等。现有技术报道了多种铃铛结构的，所述铃铛结构如1所示， 载体1形成外壳，贵金属微粒2位于外壳的腔体内，由此形成类似与铃铛的结构，以贵金属 @载体的方式表示。德国《先进材料》(Advanced Materials, 2010年22期4885页)报道了铃铛结构贵金属催化材料的制备方法，这种方法以铃铛结构SiO2Om-S^2为载体，利用其内部存在的氨基功能团原位还原HAuCl4制备出铃铛结构纳米催化材料。英国《材料化学杂志》(Journalof Material Chemistry, 2011 年 21 期 784 页) 报道了以S^2纳米空心球为模板通过原位还原法制备铃铛结构AuOm-SiA纳米催化材料。美国《美国化学会志》(Journalof the American Chemical Society，2009 年 131 期2774页)报道了一种制备铃铛结构材料的通用办法，以反相乳液为微反应器，原位聚合 SiO2包裹Au纳米颗粒制备出铃铛结构纳米材料。按照上述三种方法制备贵金属催化剂需要进行多步反应，操作繁琐，并且制备出的贵金属催化剂不具有可磁分离性。可磁分离贵金属催化剂由于具有磁性，因此在制备的过程中易于分离提纯，使用时也易于将其与产物分离。荷兰《固态化学杂志》(Journalof Solid State Chemistry, 2008 年 181 期 1650 页)报道了制备铃铛结构AgOFerrite磁性纳米催化材料的通用方法，以碳包裹的Ag或者 Au核壳纳米结构为模板，通过磁性壳层铁氧体的再包覆和热处理，得到多种不同化学组成的磁性纳米催化材料；虽然该产品具有磁分离功能，但是该方法也需要多步反应，限制了产品的大规模制备。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种，由该方法可一步反应制备出可磁分离的、具有铃铛结构的贵金属催化剂。有鉴于此，本专利技术提供一种贵金属催化剂的制备方法，包括a)、将水溶性铁无机盐、水溶性贵金属盐、柠檬酸三钠、尿素和聚丙烯酰胺在水中混合均勻，得到混合溶液；所述混合溶液中铁离子的浓度为1. 25X 10_2M 5X 10_2M，聚丙烯酰胺的浓度为7g/L 8g/L，铁离子、水溶性贵金属盐和尿素的摩尔比为1 (0.01 0. 5) (2 8) (3 12)；b)、密闭条件下，将所述混合溶液在190°C 210°C恒温静置；c)、将静置后的混合溶液磁分离，得到贵金属催化剂。优选的，所述静置的时间不少于12h。优选的，所述水溶性贵金属盐为四氯合钯酸钾、硝酸银或四氯合金钾。优选的，所述水溶性铁无机盐为硝酸铁、氯化铁或柠檬酸铁。优选的，所述混合溶液中水溶性贵金属盐的浓度为2 X 10_4M 2. 5 X 10_2M。优选的，所述步骤a具体为al)、将水溶性铁无机盐、柠檬酸三钠、尿素和聚丙烯酰胺在水中混合均勻；a2)、向步骤al)得到的溶液中加入水溶性贵金属盐并混合均勻，得到混合溶液， 所述混合溶液中铁离子的浓度为1. 25 X IO-2M 5 X IO-2M,聚丙烯酰胺的浓度为7g/L Sg/ L，铁离子、水溶性贵金属盐和尿素的摩尔比为1 (0.01 0.5) 0 8) (3 12)。本专利技术还提供一种贵金属催化剂，包括球形外壳载体和置于球形外壳载体空腔内的活性微粒，所述球形外壳载体为四氧化三铁，所述活性微粒为贵金属。优选的，所述活性微粒为钯、金或银。优选的，所述活性微粒的粒径为150nm 330nm。优选的，所述球形外壳载体的粒径为18nm 50nm。本专利技术提供一种贵金属催化剂，该贵金属催化剂包括球形外壳载体和置于球形外壳载体空腔内的活性微粒，所述球形外壳载体为四氧化三铁，所述活性微粒为贵金属。上述贵金属催化剂为铃铛结构，具有催化活性的贵金属微粒置于的球形外壳载体空腔内。球形外壳载体可以保护催化剂在使用过程中不遗失，不团聚，同时其为疏松多空结构有利于催化底物接近催化剂材料。球形外壳载体材料为四氧化三铁，具有磁性，因此本专利技术提供方的这种催化剂是一种可磁分离的贵金属催化剂，其特别适合用来催化Heck反应和Suzuki 反应，同时也可以催化还原MiB和硝基苯酚，该催化剂易于与产物分离，活性成分不易遗失。本专利技术还提供一种上述贵金属催化剂的制备方法，该方法是本专利技术是结合水热合成法和原位双还原法，在水热体系中一步反制备出具有铃铛结构的贵金属催化剂，操作简便，实验表明，使用该方法可一步反应制备出外壳粒径为150nm 300nm，活性微粒粒径为的15nm 50nm贵金属@四氧化三铁微球。附图说明图1为铃铛结构示意图；图2为实施例1得到的产物在2 θ角为10 70°范围内的XRD图谱；图3为实施例1产物的场发射扫描电子显微镜照片；图4为实施例1产物的透射电镜照片；图5为实施例1产物的元素成分分析图谱；图6为实施例1产物的M-H曲线；图7为实施例2产物的透射电子显微镜照片；图8为实施例3产物的透射电子显微镜照片；图9为实施例4产物的透射电子显微镜照片。具体实施例方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术公开了一种贵金属催化剂的制备方法，包括如下步骤a)、将水溶性铁无机盐、水溶性贵金属盐、柠檬酸三钠、尿素和聚丙烯酰胺在水中混合均勻，得到混合溶液；所述混合溶液中铁离子的浓度为1. 25X 10_2M 5X 10_2M，聚丙烯酰胺的浓度为7g/L 8g/L，铁离子、水溶性贵金属盐和尿素和聚丙烯酰胺的摩尔比为 1 (0. 01 0. 5) (2 8) (3 12)；b)、密闭条件下，将所述混合溶液在190°C 210°C恒温静置；c)、将静置后的混合溶液磁分离，得到贵金属催化剂。水热合成技术是指在密闭的、以水为溶剂的体系中，在一定温度和水的自生压力下，利用溶液中物质的化学反应所进行的合成。相对于其它合成方法，水热条件下特殊的中间态以及特殊相易于生成，有利于形成有特殊结构或者特殊凝聚态的新化合物；此外，水热体系的低温、等压、溶液条件下有易于生长具有缺陷平衡浓度，规则取向，轻体完美的晶体材料，且合成产物产量高，易于控制产物晶体的粒度。鉴于水热合成的上述优点，本专利技术将其与原位双还原技术结合，进而一步法制备出具有铃铛结构的贵金属@四氧化三铁贵金属催化剂。上述制备方法中步骤a是将各原料混勻制备混合溶液的工序，即构件水热体系的工序。然后，将步骤a得到的混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种贵金属催化剂的制备方法，包括：ａ）、将水溶性铁无机盐、水溶性贵金属盐、柠檬酸三钠、尿素和聚丙烯酰胺在水中混合均匀，得到混合溶液；所述混合溶液中铁离子的浓度为１．２５×１０－２Ｍ～５×１０－２Ｍ，聚丙烯酰胺的浓度为７ｇ／Ｌ～８ｇ／Ｌ，铁离子、水溶性贵金属盐和尿素的摩尔比为１∶（０．０１～０．５）∶（２～８）∶（３～１２）；ｂ）、密闭条件下，将所述混合溶液在１９０℃～２１０℃恒温静置；ｃ）、将静置后的混合溶液磁分离，得到贵金属催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宣守虎，周玉凤，江万权，龚兴龙，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。