本发明专利技术公开了一种用于烯醇加氢的钴－铁磁性纳米粒子催化剂，具有钴－铁磁性纳米粒子核心，金属Ｐｄ和高分子溶液形成配合物围绕在钴－铁磁性纳米粒子核心的周围。本发明专利技术使得催化剂可溶于水溶液或者醇溶液中，纳米Ｐｄ（Ｏ）均匀分散，在烯醇加氢过程中催化剂可以在外界磁场的作用下从反应体系中分离循环使用１０次以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于烯醇加氢的催化剂，更具体地说是涉及一种用于烯醇加氢的钴-铁磁性纳米粒子催化剂及其制备方法。
技术介绍
金属Pd作为加氢催化剂得到了广泛的关注，大多数研究者采用浸渍法来制备含金属Pd的催化剂，而且在研究催化反应的过程中发现金属Pd颗粒大小对反应转化率有很大的影响。为了提高金属Pd催化剂的反应活性，许多研究者通过制备纳米级金属Pd来增加金属Pd的比表面积和体积的比率，从而使纳米金属Pd用于许多催化反应时的活性增加。但是因为纳米金属Pd很容易聚集，所以如何控制纳米金属Pd颗粒大小是一个难题。为了解决这个问题，研究者做了很多工作，比如将金属Pd浸渍在一些固体载体上如碳、Al2O3、SiO2或MCM-41上起到固定作用，或者采用表面活性剂改善金属Pd的表面，使其不再聚集。传统意义上的浸渍法虽然可以固定金属Pd粒子，但是这类催化剂通常不可以溶于水中，而且金属Pd粒子尺寸在焙烧的过程中会增大，当该类催化剂用于均相反应时，催化剂回收也比较困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于烯醇加氢的可循环使用的磁性纳米MNP@PAA催化剂及其制备方法，本专利技术制备的催化剂同时具有磁性粒子的磁性能和金属Pd粒子的催化加氢性能，此种催化剂可溶于醇溶液，在烯醇加氢反应中催化剂可以在外界磁场的作用下从反应体系中分离，循环使用。本专利技术采用的技术方案一种用于烯醇加氢的钴-铁磁性纳米粒子催化剂，具有钴-铁磁性纳米粒子核心，金属Pd和高分子溶液形成配合物围绕在钴-铁磁性纳米粒子核心的周围。制备上述催化剂的制备方法，包括下列步骤a.制备钴-铁磁性纳米粒子配成0.3mg/mL浓度，将1mL钴-铁磁性纳米粒子溶液和0.4mL PAA溶液混合，PAA溶液的浓度为10mg/mL，调节混合溶液的pH值为6.5，在此pH值下搅拌30min后，高速离心收集沉淀物，再采用5mL去离子水和高速离心机洗涤、收集上述沉淀物，得到MNP@PAA沉淀物；b.将上述MNP@PAA沉淀物溶于1mL去离子水中，再混合0.4mL PEI-Pd(II)溶液，PEI-Pd(II)溶液的浓度为10mg/mLPEI、20mMK2PdCl4，调节混合溶液的pH值为7.5，在此pH值下搅拌30min后，高速离心收集沉淀物，再采用5mL去离子水和高速离心机洗涤、收集沉淀物，得到MNP@PAA；c.将上述MNP@PAA沉淀物溶于1mL去离子水中，再混合0.4mL PAA溶液，PAA溶液的浓度为10mg/mL，调节混合溶液的pH值为6.5，在此pH值下搅拌30min后，高速离心收集沉淀物，再采用5mL去离子水和高速离心机洗涤、收集上述沉淀物，得到MNP@PAA磁性纳米粒子；d.混合1mL MNP@PAA和2mL新制备的1.0mM NaBH4溶液，搅拌30min，样品中Pd(II)被还原为Pd(0)，高速离心收集沉淀物，即得到磁性纳米粒子催化剂MNP@PAA，再采用5mL去离子水和高速离心机洗涤、收集上述沉淀物，去除反应过剩的NaBH4，此过程重复3次。专利技术的有益效果，本专利技术涉及的磁性纳米MNP@PAA催化剂以钴-铁磁性纳米粒子(Co-ferrite MNP)为核心，金属Pd和高分子溶液形成配合物(PAA(poly(acrylic acid，Mw＝8000)，PEI-Pd(0)(Polyethylenimine，Mw＝25000))，围绕在钴-铁磁性纳米核心粒子周围，它利用MNP与PAA和PEI-Pd(II)本身带有正负电性的特点，通过正负电荷相互吸引原理，采用层层围绕(Layer-by-Layer)法和NaBH4还原制成。本专利技术使得催化剂可溶于水溶液或者醇溶液中，纳米Pd(0)均匀分散，在烯醇加氢过程中催化剂可以在外界磁场的作用下从反应体系中分离，可循环使用10次以上。附图说明图1是本专利技术MNP@PAA粒子的TEM图。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术进一步详细描述，本专利技术可循环使用的磁性纳米MNP@PAA催化剂的具体制备方法包括下述步骤根据文献(F.A.Tourinho，J.Depeyrot，G.J.da Silva，M.C.F.L.Lara，Braz.J.Phys.28(1998)413.)制备钴-铁磁性纳米粒子，具体方法如下分别配制160mL FeCl3·6H2O(43.25g)、80mL CoCl2·6H2O(21.92g)以及1L NaOH(40g)水溶液。加热NaOH溶液至120℃，在此温度下将配制好的FeCl3·6H2O和CoCl2·6H2O溶液倒入NaOH溶液中，将混合溶液在120℃剧烈搅拌(1200rpm)2h，然后冷却至室温。离心收集(3500rpm，3min)冷却后的溶液得到深棕色沉淀。蒸馏水溶解深棕色沉淀，离心收集(3500rpm，3min)，为蒸馏水洗涤一次，重复蒸馏水洗涤过程三次。洗涤完毕后，将深棕色沉淀溶于250mL HNO3(38.05mL)水溶液中，搅拌15min，去除上述反应中多余的NaOH，离心收集(3500rpm，3min)，得到深棕色产物。将此产物加到沸腾的140mL Fe(NO3)3(28.28g)溶液中，剧烈搅拌15min，冷却到室温，离心收集(3500rpm，15min)。收集到的沉淀物采用1M HNO3洗涤两次，洗涤方法如同蒸馏水洗涤过程。第二次洗涤后离心所得产物溶于50mL蒸馏水中，离心收集(3500rpm，3min)，去除沉淀物，保留液体。在此液体中倒入过量液体体积5倍的丙酮，离心收集(3500rpm，3min)，所得沉淀物即为钴-铁磁性纳米粒子(Co-ferrite MNP)，配成0.3mg/mL浓度的溶液。将1mL上述溶液和0.4mL PAA(10mg/mL)溶液混合，调节混合溶液的pH值为6.5，在此pH值下搅拌30min后，高速离心收集沉淀物，再采用5ml去离子水和高速离心机洗涤、收集上述沉淀物，定义为MNP@PAA。将MNP@PAA沉淀物溶于1mL去离子水中，再混合0.4mL PEI-Pd(II)(10mg/mLPEI，20mMK2PdCl4)溶液，调节混合溶液的pH值为7.5，在此pH值下搅拌30min后，高速离心收集沉淀物，再采用5ml去离子水和高速离心机洗涤、收集上述沉淀物，定义为MNP@PAA。将MNP@PAA沉淀物溶于1mL去离子水中，再混合0.4mL PAA(10mg/mL)溶液，调节混合溶液的pH值为6.5，在此pH值下搅拌30min后，高速离心收集沉淀物，再采用5mL去离子水和高速离心机洗涤、收集上述沉淀物，定义为MNP@PAA，混合1mL MNP@PAA和2mL新制备的1.0mM NaBH4溶液，搅拌30min，样品中Pd(II)被还原为Pd(0)，高速离心收集沉淀物，即得到磁性纳米粒子催化剂MNP@PAA，再采用5mL去离子水和高速离心机洗涤、收集上述沉淀物，去除反应过剩的NaBH4，此过程重复3次。用TEM对MNP@PAA进行了形貌表征，如图1所示，TEM图中呈较深颜色的为MNP颗粒，相对较浅颜色的为PAA和PEI-Pd(II)溶液，其中MNP被PAA和PEI-Pd(II)溶液包围。本专利技术以MNP@PAA为催化剂，可以溶于醇和水溶液中，用于烯醇加氢反应，通过外界本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于烯醇加氢的钴－铁磁性纳米粒子催化剂，具有钴－铁磁性纳米粒子核心，金属Ｐｄ和高分子溶液形成配合物围绕在钴－铁磁性纳米粒子核心的周围。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇红，吴贵升，李俊，毛东森，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。