金属催化剂复合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属催化剂复合物及其制备方法，首先将金属催化剂前驱体溶于缓冲溶液中，接着进行加热回流、冰浴以及添加表面活性剂等步骤，通过表面活性剂于混合液中自组装形成囊泡结构，使部分金属催化剂前驱体被包覆于囊泡结构内。接着，过滤混合液，移除囊泡结构外的金属催化剂前驱体。之后，通入还原气体，使金属催化剂前驱体在囊泡结构内还原为金属催化剂，并且与囊泡结构形成金属催化剂复合物。由于金属催化剂通过囊泡结构与外界环境隔绝，并且在囊泡结构外没有金属催化剂形成，从而可以在成分复杂的反应溶液中选择性地与特定化合物反应。并且，所形成的金属催化剂复合物可以直接作为微反应器使用，在催化反应的操作上相当便利。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，首先将金属催化剂前驱体溶于缓冲溶液中，接着进行加热回流、冰浴以及添加表面活性剂等步骤，通过表面活性剂于混合液中自组装形成囊泡结构，使部分金属催化剂前驱体被包覆于囊泡结构内。接着，过滤混合液，移除囊泡结构外的金属催化剂前驱体。之后，通入还原气体，使金属催化剂前驱体在囊泡结构内还原为金属催化剂，并且与囊泡结构形成金属催化剂复合物。由于金属催化剂通过囊泡结构与外界环境隔绝，并且在囊泡结构外没有金属催化剂形成，从而可以在成分复杂的反应溶液中选择性地与特定化合物反应。并且，所形成的金属催化剂复合物可以直接作为微反应器使用，在催化反应的操作上相当便利。【专利说明】
本专利技术属于催化剂领域，具体地说，涉及一种催化剂复合物及其制备方法。
技术介绍
囊泡(vesicle)是由双亲的有机磷脂分子自组装形成的封闭的膜结构。这些链状的分子一端亲水，另一端厌水。在水中，他们会自发形成双层膜的稳定结构，从而所有厌水的部分都隐藏在膜内部。双层膜内形成一个与外界溶液隔绝的空间。囊泡本身的物理、化学性质决定了哪些小分子能够穿过这一双层膜进入囊泡内空间或从囊泡内出来。近年来通过这种自组装技术制备而成的聚合物囊泡已受到广泛的应用，例如作为药物载体、基因载体、微反应器，或者是催化剂载体等。金属纳米粒子(尤其是过渡金属纳米粒子)是常用催化剂，在燃料电池、催化制氢、石化产品合成、一般工业及汽车尾气治理等领域内有广泛的应用。如果将金属纳米粒子完美的“装进”囊泡内，而囊泡外的外界溶液内完全没有金属纳米粒子，那就只有能进入囊泡的化合物才会和里面的金属纳米粒子发生催化反应。这样囊泡与其包覆的金属纳米粒子就形成了一个可以对成分复杂的反应溶液中的特定化合物进行选择性催化的金属催化剂复合物。目前业界在纳米粒子囊泡的制备方法上，通常是让囊泡在纳米粒子溶液中自组装形成双层膜结构，让部分的纳米粒子被包覆于膜内部的空间中，其余的纳米粒子被隔绝于最外层的膜外。然而，这些被隔绝在外部的纳米粒子还是会附着在囊泡的双层膜结构的外围，如此，当其应用在药物反应或催化制氢反应时，这些附着于外围的纳米粒子会先行与反应溶液中的其他化合物进行反应，从而造成反应结果不如预期或者是产生其他非预期的副产物，而无法选择性的针对特定的化合物进行催化反应，从而造成纳米粒子囊泡难以使用，而无法受到广泛应用的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种，从而解决公知纳米粒子囊泡无法选择性的针对特定的化合物进行催化反应，而难以使用的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种金属催化剂复合物的制备方法，包括以下步骤:将金属催化剂前驱体溶于缓冲溶液中形成混合液；加热回流混合液；将混合液放入冰浴中降温，并且搅拌之；从冰浴中取出混合液；添加表面活性剂至混合液中；表面活性剂于混合液中自组装形成囊泡结构，其中部分金属催化剂前驱体包覆于囊泡结构内，其余分布于囊泡结构外；过滤混合液，以移除分布于囊泡结构外的金属催化剂前驱体；以及通入还原气体至过滤后的混合液，其中还原气体进入囊泡结构内还原金属催化剂前驱体为金属催化剂，以形成囊泡结构内包覆有金属催化剂的金属催化剂复合物。本专利技术并公开了一种金属催化剂复合物，包括一表面活性剂与一金属催化剂，表面活性剂自组装形成一囊泡结构，此囊泡结构包括:一亲水性外膜以及一厌水性内膜，其中厌水性内膜包覆于亲水性外膜内，且厌水性内膜于囊泡结构内围绕形成一容置空间。金属催化剂即容置于所述容置空间内。与现有的方案相比，本专利技术所获得的技术效果:本专利技术公开的金属催化剂复合物的制备方法，通过囊泡结构包覆金属催化剂前驱体，然后将囊泡外的金属催化剂前驱体除尽，最后在囊泡结构内将金属催化剂前驱体还原为金属催化剂，可以确保金属催化剂只出现在囊泡结构内，从而保证了金属纳米催化剂在外界溶液中，不会发生非选择性的催化反应。而依靠囊泡让化合物的选择性通过，从而可以针对特定化合物具有选择性催化的功效。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的金属催化剂复合物的制备方法流程图；以及图2为本专利技术的金属催化剂复合物的结构示意图。【具体实施方式】以下将配合图式及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。请参照图1和图2，本专利技术所揭露的金属催化剂复合物的制备方法，首先，将金属催化剂前驱体溶于缓冲溶液中形成混合液(SlOl)，其中金属催化剂前驱体可以是但并不局限于过渡金属纳米粒子前驱体，例如钼纳米粒子前驱体、钯纳米粒子前驱体、镍纳米粒子前驱体、银纳米粒子前驱体、钌纳米粒子前驱体或钴纳米粒子前驱体等。以下本专利技术的实施例是以金属催化剂前驱体为钼纳米粒子前驱体作为举到说明，但并不以此为限。此外，所使用的缓冲溶液的pH值介于6.0?8.0，并且在所形成的混合液中，金属催化剂前驱体的浓度为2.2?3.5mM，例如将约150 μ mo I的金属催化剂前驱体溶于50ml的缓冲溶液中，形成金属催化剂前驱体的浓度为3.0mM的混合液。接着，在100°C的温度下，加热回流混合液(S102)，例如在100°C的温度环境下加热混合液2小时，以熟化前驱体。然后，将混合液放入0°C的冰浴中降温，并且加以搅拌(S103)，以促进混合液的降温速率。在冰浴中搅伴0.5?1.5小时后，从冰浴中取出混合液，并且置于室温中自然升温至室温(S104);或者是加热至预定温度(例如接近或高于室温)。之后，添加表面活性剂至混合液中(S105)，其中，表面活性剂在混合液中的质量体积百分比浓度约为7?9%。在本专利技术中，表面活性剂是选自阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或两性离子表面活性剂(脂质类，例如:磷酸酰胆碱类磷脂)其中之一，且表面活性剂可以是但并不局限于脂质(Iipid)类表面活性剂。值得说明的是，表面活性剂的选用，主要是依据金属催化剂前驱体本身所带电性来决定。也就是说，在本专利技术中，表面活性剂的电性与金属催化剂前驱体的电性相异，例如当选用带负电荷的金属催化剂前驱体时，即选择带正电荷的表面活性剂，反之亦然。另外，与阳离子表面活性剂以及阴离子表面活性剂不同的是，两性离子表面活性剂可同时适用于带正电荷以及负电荷的金属催化剂前驱体。承上，当表面活性剂添加至混合液中，由于表面活性剂本身具有一亲水端与一厌水端，因此在混合液中会自组装形成封闭的囊泡结构110，此囊泡结构110为具有一亲水性外膜111以及一厌水性内膜112的双层膜形态，其中厌水性内膜112包覆于亲水性外膜111内，并且在囊泡结构110内围绕形成一容置空间113 (如图2所示)。此外，在此步骤中，还可以选择使用超声方法或挤出方法辅助表面活性剂自组装形成囊泡结构，以加速囊泡结构的成形速率。在上述形成囊泡结构的过程中，分布于混合液中的金属催化剂前驱体会有部分被包覆于囊泡结构的容置空间内，其余的金属催化剂前驱体则被排除于囊泡结构外(S106)。接着，过滤混合液(S107)，通过离子交换法移除分布于囊泡结构外的金属催化剂前驱体，使混合液中的金属催化剂前驱体皆被包覆于囊泡结构内，而不会附着于囊泡结构夕卜。之后，通入还原气体至过滤后的混合液，其是以缓慢的速度进行，例如以每秒一到两个气泡或两到三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属催化剂复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将金属催化剂前驱体溶于缓冲溶液中形成混合液；加热回流所述混合液；将所述混合液放入冰浴中降温，并且搅拌所述混合液；从冰浴中取出所述混合液；添加表面活性剂至所述混合液中；所述表面活性剂于所述混合液中自组装形成囊泡结构，其中部分所述金属催化剂前驱体包覆于所述囊泡结构内，其余分布于所述囊泡结构外；过滤所述混合液，以移除分布于所述囊泡结构外的金属催化剂前驱体；以及通入还原气体至过滤后的所述混合液，所述还原气体进入所述囊泡结构内还原所述金属催化剂前驱体为金属催化剂，以形成所述囊泡结构内包覆有所述金属催化剂的金属催化剂复合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁嵩，李少华，郭婷婷，张振华，王海刚，赵骁，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：