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
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據(jù)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(wěn)定而巨大的界面面積，過程能耗低，易于放大，H2可被完全吸收，屬于綠色高效的氣液反應(yīng)過程。該研究項(xiàng)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(chǔ)、生命科學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)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、醛類等有機(jī)還原劑時(shí)，通常需要在高溫下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間長，反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，反應(yīng)后還原劑不易從體系中完全去除，導(dǎo)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(fù)性差，有機(jī)還原劑也容易帶來環(huán)境污染；采用Na2SO3、NaBH4等無機(jī)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(dǎo)致硬團(tuán)聚；H2作為*潔凈的還原劑，具有反應(yīng)溫度低、無雜質(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(tǒng)的H2鼓泡還原過程中，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(yán)重的安全隱患和原料氣體浪費(fèi)問題，還容易出現(xiàn)泡沫、乳化等現(xiàn)象，使H2還原的應(yīng)用受到了很大限制。
賈志謙課題組的這項(xiàng)研究結(jié)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，粒徑隨穩(wěn)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(duì)苯乙烯的氫化和對(duì)硝基苯酚的還原具有良好催化性能。