北师大研究利用氢气膜吸收制备金属纳米材料取得进展

2014-04-20 18:12:39 admin 173
来源:北京师范大学化学学院 / 时间:2011-9-8 7:09:07
  据北京师范大学2011年9月7日消息:新近,北京师范大学化学学院贾志谦课题组首次利用氢气膜吸收制备了Pd纳米粒子,中空纤维膜接触器提供了稳定而巨大的界面面积,过程能耗低,易于放大,H2可被完全吸收,属于绿色高效的气液反应过程。该研究项目得到了国家自然科学基金(No.20676016)的资助,相关论文已发表在《J. Memb. Sci.》杂志上(J. Memb. Sci. 2011, 380:63-67)。
  金属纳米材料具有特殊的物理和化学性质,在催化、光化学、光电子学、信息存储、生命科学等领域具有广阔应用前景。
  金属纳米材料一般采用金属化合物可控还原的方法制得。采用醇类、醛类等有机还原剂时,通常需要在高温下进行,反应时间长,反应机理复杂,反应后还原剂不易从体系中完全去除,导致产物污染和催化性能下降,还原剂中的微量杂质还使粒子形貌控制的可重复性差,有机还原剂也容易带来环境污染;采用Na2SO3、NaBH4等无机还原剂时,产物中易残留Na+、K+等杂质离子,影响材料纯度和催化性能,还容易导致硬团聚;H2作为最洁净的还原剂,具有反应温度低、无杂质离子引入、产物纯度高、材料性能优异等优点,因此在金属纳米材料制备中倍受关注。但是,在传统的H2鼓泡还原过程中,界面面积随操作条件而变化,放大困难,而且H2不易完全吸收,存在严重的安全隐患和原料气体浪费问题,还容易出现泡沫、乳化等现象,使H2还原的应用受到了很大限制。
  贾志谦课题组的这项研究结果表明,聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵能有效抑制Pd粒子的聚集和生长,粒径随稳定剂/PdCl2摩尔比增加而降低,平均粒径约为5nm。所得Pd纳米粒子对苯乙烯的氢化和对硝基苯酚的还原具有良好催化性能。