基本信息
- 項目名稱：
- Cu、Ag(Zn)/SiO2納米催化劑的制備與表征
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 離子液體作為一種綠色、環(huán)保的新型溶劑，在眾多的合成領域有著重要的應用。在離子液體中制備納米金屬催化劑，避免了傳統(tǒng)方法的很多弊端，值得進行深入研究和探討，由此而得的催化劑，很有可能對石油化工催化重整產(chǎn)生重大的影響。
- 詳細介紹：
- 本文以SiO2為載體在離子液體環(huán)境下合成了Ag/SiO2和復合納米粒子Ag、Cu/SiO2、Au、Cu/SiO2催化劑，討論了還原劑水合肼的濃度，離子液體的用量對納米粒子生成的影響，通過SEM、XRD、N2吸附-解析對其進行了表征。結(jié)果表明：制備時加入離子液體納米顆粒較小，形狀較為均一，當水合肼的濃度為0.1 mol.L-1 時，易于生成的納米粒子尺寸較小的納米銀。將Ag/SiO2、Ag、Cu/SiO2納米粒子催化性能進行了比較，結(jié)果表明：在甲烷氧化的性能測試中，Ag/SiO2 優(yōu)于Ag、Cu/SiO2的催化性。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：在離子液體環(huán)境中，制備Cu、Ag(Zn)/SiO2納米催化劑，再對Cu、Ag(Zn)/SiO2納米催化劑進行深入表征，對催化劑性能進行評價。 基本思路：1、離子液體的合成 2、Cu、Ag(Zn)/SiO2納米催化劑的制備及表征 3、Cu、Ag(Zn)/SiO2納米催化劑的活性考察
科學性、先進性及獨特之處
- 在離子液體環(huán)境中，制備Cu、Ag(Zn)/SiO2納米催化劑能有效地阻止Cu、Ag(Zn)等金屬納米粒子間發(fā)生團聚，可減少對金屬粒子的覆蓋，能有效提高Cu、Ag(Zn)等金屬納米粒子的催化性能。 研究特色與創(chuàng)新在于，在離子液體環(huán)境中合成Cu、Ag(Zn)/SiO2納米催化劑，通過優(yōu)化合成方法與對合成的催化劑結(jié)構(gòu)進行研究，對催化劑的活性進行考察，合成方法和使用的溶劑方面是頗具創(chuàng)新的。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 近幾年來新的催化劑制備技術層出不窮，各種新的納米催化劑其中也包括納米金屬負載催化劑應運而生。在離子液體中合成金屬納米顆粒，不僅方法簡單，產(chǎn)品易于分離，同時將金屬納米顆粒溶于離子液體中，還可以形成一定的催化體系，在起到一定催化活性的同時還可以循環(huán)使用，產(chǎn)物與催化劑也容易分離。將離子液體應用于無機金屬材料的制備，與傳統(tǒng)的工藝相比，展現(xiàn)出了一定的優(yōu)越性。
學術論文摘要
- 本文以SiO2為載體在離子液體環(huán)境下合成了Ag/SiO2和復合納米粒子Ag、Cu/SiO2、Au、Cu/SiO2催化劑，討論了還原劑水合肼的濃度，離子液體的用量對納米粒子生成的影響，通過SEM、XRD、N2吸附-解析對其進行了表征。結(jié)果表明：制備時加入離子液體納米顆粒較小，形狀較為均一，當水合肼的濃度為0.1 mol.L-1 時，易于生成的納米粒子尺寸較小的納米銀。將Ag/SiO2、Ag、Cu/SiO2納米粒子催化性能進行了比較，結(jié)果表明：在甲烷氧化的性能測試中，Ag/SiO2 優(yōu)于Ag、Cu/SiO2的催化性。
獲獎情況
- 大連工業(yè)大學學報 審議中
鑒定結(jié)果
- (1) 當加入離子液體為10d時，易于合成該納米粒子，估算其粒徑約為28.9nm。 (2) 與無銅納米粒子比較，在催化甲烷氧化甲酯時，其催化性能要低4.76%。
參考文獻
- [1] Pol V G,et a1.[J].Langmuir,2002,18(8):3352~ 3357. [2] Pol V G,et a1.[J].Langmuir,2002,18:3352~3357. [3] Mukhopadhyay I.[J].Langmuir,2003,19:1951 [4] 熊金鈺等.[J].金屬功能材料,2004,l1(2):38~42.
同類課題研究水平概述
- 隨著科技的發(fā)展，科學研究的進步，近幾年來新的催化劑制備技術層出不窮，各種新的納米催化劑其中也包括納米金屬負載催化劑應運而生，納米技術的誕生就徹底改變了人們對惰性金屬催化作用的認識。當把它高度分散在過渡金屬氧化物載體上而形成超微粒子時，化學惰性的金屬就變成了高活性的催化劑。 最近的研究表明，人們已經(jīng)利用多種方法制備了Ag／SiO2納米復合材料，例如微乳液法、無極電鍍法、凝膠一溶膠法以及超聲化學法等。近年來，以二氧化硅微球為基體發(fā)展起來的納米修飾技術引起了人們的極大興趣。以SiO2微球為基體修飾金屬納米粒子所得到的復合材料有廣泛的應用前景，例如：用金屬Ag納米粒子修飾的SiO2微球，其透光率對氧氣敏感，且具有大的非線性極化率等特性，可用于制備光子帶隙晶體、氣敏傳感器等。 導電涂料是一種新型特種涂料，廣泛應用于塑料、橡膠、合成纖維、電子產(chǎn)品等的抗靜電和電磁屏蔽。納米導電材料導電粒子的粒徑小，可以減小粒子在涂料中的沉降速度，同時改善涂料的導電性能和物化性能。 由于離子液體具有很多的優(yōu)點，因此在很多領域顯示出突出的優(yōu)良性能，特別是在新興的環(huán)保領域，如新材料合成、綠色化學方面。張萌等以Cu(CH3COO)2?H2O和NaOH為原料，采用溶劑熱反應法在離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim]Cl)中成功制備出長度為70～100nm、直徑為15～20nm、兩端為半球形的CuO納米棒，且納米棒形狀較為規(guī)則。其中離子液體作為軟模板劑，引導納米晶體定向生長，離子液體修飾在CuO納米棒的表面，從而有效地阻止了納米棒的團聚。在生成CuO納米棒的過程中，離子液體發(fā)揮了助溶劑、模板劑和修飾劑的三重作用。Park等以離子液體[C16Mim]C1為模板劑，在常溫常壓的敞口容器中首次合成了介孔γ—A12O3。H．Nakagawa．H等的研究表明離子液體與凝膠電解質(zhì)混合形成的“鋰離子-室溫離子液體液體混鹽”可能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機溶液增塑型電解質(zhì)，延長電池的使用壽命。具有聚醚鏈的季銨鹽離子液體是一類新型無氟室溫離子液體，這類離子液體合成方便，結(jié)構(gòu)易于調(diào)整，并可與許多有機溶劑互溶，具有較好的熱穩(wěn)定性(分解溫度大于290 ℃)，以及較寬的液態(tài)溫度范圍，而且催化劑可循環(huán)利用。
