基本信息
- 项目名称：
- 离子液体中纳米金催化剂的制备及催化活性的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文通过使用自制的离子液体成功的合成了纳米Au/SiO2催化剂，表征结果显示，Au/SiO2中金颗粒有良好的分散度，呈球形粒径在2~3nm。离子液体在Au纳米粒子之间起着空间位阻作用，阻止了Au纳米粒子的团聚。将催化剂应用到甲烷氧化过程表明，Au/SiO2有良好的催化活性，并可以循环使用
- 详细介绍：
- 本论文介绍了在离子液体[C6mim]PF6 中，以HAuCl4为金源，以水合肼为还原剂，用溶胶-凝胶法一步合成复合纳米Au/SiO2催化剂，并考察了离子液体用量在制备催化剂的过程中作用。利用XRD、TEM、N2吸附等表征手段对合成的产物进行表征，表征结果显示SiO2负载Au纳米粒子呈现球型外观，尺寸均匀，分散度良好，而其中Au纳米粒子的粒径在2～3nm左右。在对甲烷催化氧化的反应中，以复合纳米Au/SiO2做为催化剂，甲烷的转化率可以达到24.85%。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：在离子液体[C6mim]PF6 中，以HAuCl4为金源，以水合肼为还原剂，用溶胶-凝胶法一步合成复合纳米Au/SiO2催化剂，并考察了离子液体用量在制备催化剂的过程中作用。 基本思路：1、离子液体的合成 2、Au/SiO2纳米催化剂的制备及表征 3、Au/SiO2纳米催化剂的催化活性
科学性、先进性及独特之处
- 由于离子液体的电子效应和位阻效应，金属纳米粒子在其中具有一定的溶解度，可以在一定程度上防止纳米粒子的团聚，因此已成功应用于制备某些特殊金属纳米粒子.金催化剂以其特有的低温催化活性、活性随湿度增加而增加以及价格相对低廉等优点，金催化剂在NO还原、CO 优先氧化、烃类氧化、丙烯环氧化、选择性加氢等很多反应中均具有较理想的催化活性。
应用价值和现实意义
- 近几年来新的催化剂制备技术层出不穷，各种新的纳米催化剂其中也包括纳米金属负载催化剂应运而生。在离子液体中合成金属纳米颗粒，不仅方法简单，产品易于分离，同时将金属纳米颗粒溶于离子液体中，还可以形成一定的催化体系，在起到一定催化活性的同时还可以循环使用，产物与催化剂也容易分离。将离子液体应用于无机金属材料的制备，与传统的工艺相比，展现出了一定的优越性。
学术论文摘要
- 在离子液体[C6mim]PF6 中，以HAuCl4为金源，以水合肼为还原剂，用溶胶-凝胶法一步合成复合纳米Au/SiO2催化剂，并考察了离子液体用量在制备催化剂的过程中作用。利用XRD、TEM、N2吸附等表征手段对合成的产物进行表征，表征结果显示SiO2负载Au纳米粒子呈现球型外观，尺寸均匀，分散度良好，而其中Au纳米粒子的粒径在2～3nm左右。在对甲烷催化氧化的反应中，以复合纳米Au/SiO2做为催化剂，甲烷的转化率可以达到24.85%。
获奖情况
- 大连工业大学学报 审议中
鉴定结果
- (1)Au/SiO2中金颗粒有良好的分散度，呈球形粒径在2~3nm。离子液体在Au纳米粒子之间起着空间位阻作用，阻止了Au纳米粒子的团聚。 (2)Au/SiO2有良好的催化活性，并可以循环使用。
参考文献
- [1] Haruta M.Tsubota S.Koba Y. T. ，et al..J.Catal[J],1993，144(1):175-192. [2] Baratto C.，Sbervegl I. G.，Comini E.Sens.Actuators，B [J],2000 ,68(1-3):74-80.
同类课题研究水平概述
- 自Haruta 等报道负载型金催化剂对CO优先氧化具有优异催化活性以来，金催化剂以其特有的低温催化活性、活性随湿度增加而增加以及价格相对低廉等优点，引起了各国学者的关注。研究发现，金催化剂在NO还原、CO 优先氧化、烃类氧化、丙烯环氧化、选择性加氢等很多反应中均具有较理想的催化活性。 离子液体作为一种新型的绿色溶剂和稳定剂，具有许多独特的物理化学性质和鲜明的特色，环境友好且可循环使用。由于离子液体的电子效应和位阻效应，金属纳米粒子在其中具有一定的溶解度，可以在一定程度上防止纳米粒子的团聚，因此已成功应用于制备某些特殊金属纳米粒子。崔咏梅等利用Brönsted酸性离子液体[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4做为修饰剂制备得到了IL-Pt纳米粒子，在硝基苯加氢合成对氨基苯酚的反应中具有良好的催化性能。Silveira 研究小组于2004年分别在离子液体[BMIm]BF4、[BMIm] PF6和[BMIm]CF3SO3中加热分解有机钌的化合物[ Ru (cod) (cot )] (cod = 1，5-环辛二烯，cot = 1，3，5-环辛三烯)制得Ru纳米粒子，并将其用于催化烯烃及苯加氢反应。本论文以自制的离子液体1-己基-3-甲基咪唑六氟化磷（[C6mim]PF6）为分散剂和溶剂，用溶胶-凝胶法一步合成出了复合纳米Au/SiO2催化剂，并考察了其在甲烷催化实验中的催化活性。
