纳米金属簇-多齿聚苄基醚树枝分子复合物的制备及催化性能

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合成了树枝状分子聚苄基醚二乙酸胺(Gn-NA,n:1-3)和聚苄基醚三乙酸氯化铵(Gn-NACl,n=1-3),以这些树枝分子为稳定剂乙醇还原法制备了金属纳米粒子,相关研究及结果如下: (1)以第一到第三代聚苄基醚二乙酸胺树枝分子为稳定剂合成了Pt@G~NAs、Pt@G2NAs和Pt@G3NAs三种n纳米金属簇催化剂,并用UV-Vis、FTIR、TEM和XRD等手段对金属簇进行了表征。在不同金属与稳定剂摩尔比的条件下,以不同代数树枝分子聚苄基醚二乙酸胺为稳定剂制备出的Pt纳米粒子粒径范围为2nm-5nm。这三种催化剂催化苯甲醛及衍生物加氢反应的TOF从9l变化到25。改变金属与稳定剂的摩尔比(1-60),催化剂的催化活性先提高后降低,金属与稳定剂的摩尔比为20时,催化剂的催化活性最高。 (2)在第一到第三代聚苄基醚三乙酸氯化胺树枝分子保护下合成了Pt@GiNACI、Pt@G2NACl和Pt@G3NACl三种铂金属纳米粒子催化剂,这三种催化剂对硝基苯衍生物加氢反应表现出很好的催化活性且易分离和重复使用。催化加氢反应的TOF从353.2变化到49.0,其中Pt@GiNACl的催化活性最高;改变加氢反应底物分子与催化剂摩尔比(300-1500),随着摩尔比的增大,加氢反应速率逐渐降低。 (3)选用第三代聚苄基醚三乙酸氯化胺作稳定剂,分别合成了Pt和Pd两种金属纳米粒子,以间苯氧基苯甲醛催化加氢反应为模型反应,研究了Pt和Pd两种金属纳米粒子的催化反应性能。以Pt金属纳米粒子为催化剂,在常压下,40℃下反应8h,间苯氧基苯甲醛加氢转化率可达79%,比在相同反应条件下聚苄基醚二乙酸胺树枝分子保护的Pt金属纳米粒子催化加氢反应转化率高约20%,这说明三齿聚苄基醚树枝分子保护的Pt纳米粒子的稳定性和催化活性优于二齿聚苄基醚树枝分子保护的Pt纳米粒子。 (4)选用第三代聚苄基醚三乙酸氯化胺作保护剂,采用连续还原法制备出Pt—Au双金属纳米粒子(Pt与Au摩尔比分别为l/3、1/1、3/1),不同Pt/Au摩尔比制备的双金属纳米催化剂对间苯氧基苯甲醛和硝基苯衍生物加氢反应的催化活性都高于相应的Pt、Au简单混合溶胶的催化活性。
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