發布時間:2019年08月19日
納米粒子催化劑主要有以下三種類型。一是直接用金屬納米粒子做催化劑。該類催化劑以貴金屬(AG,PD,PT,RH等)的納米粉末為主,FE、CO、NI等賤金屬納米粉末也得到了一定的應用。一些貴金屬納米粒子作為催化劑時,除了提高反應速率外,還具有良好的選擇性,并且這種選擇性與納米粒子的顆粒度有關。二是將金屬納米粒子負載到多孔性載體上作催化劑。常用的載體有AL2O3、SIO2、MGO、TIO2和活性炭等多孔性載體,負載的金屬納米粒子的粒徑約為1-20nm。可以將多種金屬納米粒子同時負載或制成復合金屬納米粒子后負載到同一載體上,能夠進一步增加催化劑的選擇性。
納米金貴金屬催化劑的應用
金一直被認為是一種低活性的催化材料,但當金被分散到納米級時,可表現出很高的催化活性。因此,納米金催化劑已引起人們廣泛的關注。納米金催化劑以及成為納米催化技術中的一個重要代表。下面選擇其中一些應用成功的離子,概括地介紹如下:
1.催化CO為CO2
近10年的研究表明,當納米Au顆粒通過沉積或共沉淀方式負載到金屬氧化物上時,催化活性很高,尤其在低溫催化氧化CO為CO2的過程中,其催化能力和效率比其他硅金屬高得多。
2.丙烯的環氧化
環氧丙烷PO是一種重要的化工原料,主要用于生產聚氨酯和多元醇的原料。對于存在O2和H2的氣相,負載型AU納米粒子能夠催化丙烯為PO,環氧化只需一步反應即可完成,而且除了水以外不產生其他副產物。
在單金屬氧化物載體中,只有銳鈦礦TIO2能夠使金具有選擇性催化氧化丙烯為環氧丙烷PO的特性,
3.不飽和烴的氫化
納米金催化劑一個明顯特征是其部分氫化非常有選擇性:在不飽和醛的氫化中,當金納米粒子的粒徑大于2nm時,對C===O的氫化選擇性比對C===C高40-50%。乙炔在AU/AL2O3上和丙烯醛在AU/TIO2和AU/ZRO2上的氫化反應中,金催化劑的催化活性隨著AU納米粒子粒徑的減小而增加。這意味著金的金屬本質對不飽和烴的氫化反應有著重要影響。
4.液相反應
在MeOH-H2O(6:4)溶劑中乙二醇氧化為酸,金/活性炭催化劑比其他貴金屬催化劑更有活性和選擇性,且在化妝品和食品工業得到一定應用。
5.水-氣轉換反應
低溫水-氣轉換反應在汽車用高分子電解質燃料電池和民用電熱系統中有很好的應用前景。負載型納米金催化劑的突出優點是能夠在低至473K的溫度起催化作用。