北師大研究利用氫氣膜吸收制備金屬納米材料取得進(jìn)展
2014-04-20 18:12:39
admin
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據北京師范大學(xué)2011年9月7日消息：新近，北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院賈志謙課題組首次利用氫氣膜吸收制備了Pd納米粒子，中空纖維膜接觸器提供了穩定而巨大的界面面積，過(guò)程能耗低，易于放大，H2可被完全吸收，屬于綠色高效的氣液反應過(guò)程。該研究項目得到了國家自然科學(xué)基金（No.20676016）的資助，相關(guān)論文已發(fā)表在《J. Memb. Sci.》雜志上（J. Memb. Sci. 2011, 380:63-67）。
金屬納米材料具有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，在催化、光化學(xué)、光電子學(xué)、信息存儲、生命科學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊應用前景。
金屬納米材料一般采用金屬化合物可控還原的方法制得。采用醇類(lèi)、醛類(lèi)等有機還原劑時(shí)，通常需要在高溫下進(jìn)行，反應時(shí)間長(cháng)，反應機理復雜，反應后還原劑不易從體系中完全去除，導致產(chǎn)物污染和催化性能下降，還原劑中的微量雜質(zhì)還使粒子形貌控制的可重復性差，有機還原劑也容易帶來(lái)環(huán)境污染；采用Na2SO3、NaBH4等無(wú)機還原劑時(shí)，產(chǎn)物中易殘留Na+、K+等雜質(zhì)離子，影響材料純度和催化性能，還容易導致硬團聚；H2作為*潔凈的還原劑，具有反應溫度低、無(wú)雜質(zhì)離子引入、產(chǎn)物純度高、材料性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，因此在金屬納米材料制備中倍受關(guān)注。但是，在傳統的H2鼓泡還原過(guò)程中，界面面積隨操作條件而變化，放大困難，而且H2不易完全吸收，存在嚴重的安全隱患和原料氣體浪費問(wèn)題，還容易出現泡沫、乳化等現象，使H2還原的應用受到了很大限制。
賈志謙課題組的這項研究結果表明，聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化銨能有效抑制Pd粒子的聚集和生長(cháng)，粒徑隨穩定劑/PdCl2摩爾比增加而降低，平均粒徑約為5nm。所得Pd納米粒子對苯乙烯的氫化和對硝基苯酚的還原具有良好催化性能。