北師大研究利用氫氣膜吸收制備金屬納米材料取得進展
2014-04-20 18:12:39
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據北京師范大學2011年9月7日消息：新近，北京師范大學化學學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過程。該研究項目得到了國家自然科學基金（No.20676016）的資助，相關論文已發表在《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性質，在催化、光化學、光電子學、信息存儲、生命科學等領域具有廣闊應用前景。
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、醛類等有機還原劑時，通常需要在高溫下進行，反應時間長，反應機理復雜，反應后還原劑不易從體系中完全去除，導致產物污染和催化性能下降，還原劑中的微量雜質還使粒子形貌控制的可重復性差，有機還原劑也容易帶來環境污染；采用Na2SO3、NaBH4等無機還原劑時，產物中易殘留Na+、K+等雜質離子，影響材料純度和催化性能，還容易導致硬團聚；H2作為*潔凈的還原劑，具有反應溫度低、無雜質離子引入、產物純度高、材料性能優異等優點，因此在金屬納米材料制備中倍受關注。但是，在傳統的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，存在嚴重的安全隱患和原料氣體浪費問題，還容易出現泡沫、乳化等現象，使H2還原的應用受到了很大限制。
賈志謙課題組的這項研究結果表明，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納米粒子對苯乙烯的氫化和對硝基苯酚的還原具有良好催化性能。