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齐岳生物提供贵金属/氧化锌纳米复合材料(Pd/ZnO,Pt/ZnO)及其催化性能分析(含图示)
发布时间:2021-05-07     作者:zzj   分享到:

贵金属纳米粒子由于其量子尺寸效应和表面效应而表现出新颖和独特的光、电、磁和催化等性能。在这些贵金属纳米粒子中以钯(Pd)的催化研究较为广泛。例如在Pd纳米粒子的催化下,有机硼化合物与有机卤素化合物的偶联反应,称之为Suzuki偶联反应。Suzuki偶联反应在有机合成中的用途很广,具有较强的底物适应性及官能团容忍性,常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多天然产物、药物分子和有机材料的合成中。

通过简单的水热合成方法制备出贵金属/氧化锌纳米复合材料(Pd/ZnOPt/ZnO),通过反应条件的改变实现了复合物结构的可控变化(图1)。通过对Suzuki偶联反应(图2)和对硝基苯酚的还原反应(图3)的研究,发现Pd/ZnO纳米复合材料不仅大大降低了催化剂的成本,而且利用PdZnO之间的协同效应,确实改善了Pd的催化活性,与此同时也克服了Pd纳米晶作为催化剂易于团聚的缺点,经过多次循环之后催化剂依然保持较好的催化活性。

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1.贵金属/氧化锌纳米复合材料的制备示意图

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2.(a)Suzuki偶联反应,(b) /氧化锌纳米复合材料对Suzuki偶联反应的催化产率和循环性能

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3.(a)硝基苯酚还原反应,(b-d)/氧化锌纳米复合材料对硝基苯酚还原反应的催化效率和循环性能

贵金属和氧化物载体的结合是一种降低贵金属催化剂成本,改善纳米催化剂在化学反应中稳定性的有效方法。采用简单的一步水热合成方法制备出Pd/ZnOPt/ZnO纳米复合材料,通过反应pH的调控可以获得不同形貌的纳米结构。

此纳米复合材料与以往负载型Pd基催化剂相比具有以下几方面的优势和特点:

1)对于Suzuki偶联反应,与Pd/C,Pd/Fe3O4纳米催化剂相比,合成的Pd/ZnO具有更高的催化活性,并且在偶联反应中使用乙醇和水作为溶剂,反应条件对环境和人体的健康友好。

2)对于对硝基苯酚的还原反应,与已报道的Pd/SBA-15, PdAu/graphene相比,Pd/ZnO纳米催化剂的催化活性也比较高。

3)更为重要的,以往报道的负载型Pd纳米催化剂的合成过程比较复杂,需要多步反应才能实现,而本研究采用简单的一步合成即可实现Pd纳米复合材料的制备。综上所述,本研究为实现Pd纳米复合材料催化剂的真正工业化应用奠定了基础。


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以上内容来自齐岳小编zzj 2021.5.7




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