金纳米催化剂(八)：其他类型
纳米金催化甲基丙烯醛一步法氧化酯化制mma新工艺
纳米金催化甲基丙烯醛一步法氧化酯化制mma新工艺摘要：甲基丙烯醛(MAA)是一种重要的有机化工中间体，广泛应用于合成聚合物、涂料和医药等领域。
传统的合成MMA的方法主要是通过气相法或液态法进行，但这些方法存在着能耗高、成本昂贵、环境影响大等问题。
本研究提出了一种纳米金催化甲基丙烯醛一步法氧化酯化制MMA新工艺，旨在解决传统方法中所存在的问题。
关键词：纳米金，甲基丙烯醛，一步法，氧化酯化，MMA1.引言随着化学工业的发展，对于高附加值化学品的需求不断增长。
甲基丙烯醛(MAA)作为一种重要的有机化工中间体，广泛应用于合成聚合物、涂料和医药等领域。
传统合成MMA的方法主要有气相法和液态法，分别通过在高温下进行氧化和酯化反应来制备MMA。
然而，这些方法存在能量消耗高，生产成本昂贵，而且会导致环境污染的问题。
2.纳米金催化甲基丙烯醛一步法氧化酯化制MMA新工艺本研究提出了一种纳米金催化甲基丙烯醛一步法氧化酯化制MMA 新工艺，具体流程如下：（1）制备纳米金催化剂：将铂和金等金属通过焙烧等方法制备成纳米级尺寸的催化剂。
（2）氧化反应：将甲基丙烯醛与氧气反应，在纳米金的催化下进行氧化反应，将甲基丙烯醛转化为甲基丙烯醛酸(MAA)。
（3）酯化反应：将MAA与甲醇反应，在纳米金的催化下进行酯化反应，生成甲基丙烯醛甲酸酯(MMA ester)。
（4）提取纯度：通过蒸馏等方法将MMA ester纯化得到纯度较高的MMA产物。
3.工艺优势与传统方法相比，纳米金催化甲基丙烯醛一步法氧化酯化制MMA 具有以下优势：（1）能耗低：纳米金催化剂具有高效催化特性，可以在较低温度下促使氧化和酯化反应进行，从而降低了能耗。
（2）催化效率高：纳米金催化剂具有较大的比表面积和丰富的活性位点，可以提高催化效率，加快化学反应速率。
（3）成本较低：纳米金催化剂的制备成本较低，可以大规模制备使用。
（4）环保可持续：纳米金催化甲基丙烯醛一步法氧化酯化制MMA过程中无需使用有毒的氧化剂和催化剂，具有环保可持续性。
纳米金催化剂参与的反应
纳米金催化剂参与的反应2016-05-04 12:46来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部纳米金催化剂参与的反应纳米金用途广泛，但在当下的生活中，纳米金主要用于催化如下反应：（1） CO 催化氧化降低燃料电池成本有效方法之一是利用甲醇重整产生的富氢气体。
通常该混合物中含 75 %氢气、24 %二氧化碳和 1 %一氧化碳。
CO 的存在会导致 Pt 催化剂中毒，因此需要除去 CO，而对 CO 选择性氧化是一种有效方法。
同时，CO 低温(常温)催化氧化过程，涉及空气净化、封闭式 CO2激光器、CO 传感器、防毒面具等多个方面。
目前使用的催化剂的缺点或者是稳定性太差，或者对毒物太敏感，或者反应过程中放出氯化氢造成二次污染。
负载型 Au 催化剂，显示出较强的催化氧化 CO 活性和较弱的催化氧化 H2的活性，以及其它催化剂所无法比拟的抗硫中毒能力。
（2）水煤气变换反应鉴于聚合物电解燃料电池在汽车和居民电热传输系统的应用前景，近年来低温水煤气变换反应再度引起国内外学者的兴趣。
与己经商业化的 Ni、Cu 基催化剂(其使用温度分别为 900 K或 600 K)相比，负载型金催化剂的使用温度低(473 K)。
（3）选择性加氢反应Okumura等报道丁二烯在 Au/Al2O3 催化剂上选择性加氢生成丁烯，选择性为 100 %。
同时，碳氧化物催化加氢反应生成甲醇是一个重要的化工过程。
（4）选择性氧化有机反应Onal等报道了在催化氧化 D-葡萄糖成 D-葡萄糖酸反应中，在反应温度为323 K，p H 值为 9.5，Au/活性炭为催化剂时，D-葡萄糖酸的产率（83 %）最大。
金粒径对催化活性影响很大，金粒子越小，反应速度越快，产率越高。
（5）乙炔氢氯化反应工业上采用活性炭负载 Hg Cl2作催化剂，在乙炔氢氯化反应中，产率虽然高，但是催化剂容易失活，而且 Hg Cl2污染环境，后处理困难。
Hutchings报道了负载在活性炭上的金催化剂在乙炔氢氯化反应中催化活性高，而且失活率低。
双金属纳米材料与催化
2014 年
第 44 卷
第 1 期: 85 ~ 99
《中国科学》杂志社
SCIENCE金属纳米材料与催化
刘向文, 王定胜, 彭卿, 李亚栋*
Pd 和 Au 纳米电极灵敏更高, 这一研究不仅为制备具 有一维结构的双金属纳米线提供了合成思路 , 而且 通过调控双金属纳米线的暴露表面与金属组分 , 从 而提高催化剂的催化活性和催化选择性 , 为将来进 一步在实际催化的应用上提供可借鉴的思路. 同年 , 美国布鲁克海文国家实验室 Adzic 课题 组[21]利用 U 形管进行双扩散的方法, 同样制备出无 表面活性剂的 Pd 基一维双金属纳米线 . 研究发现 , Pd9Au 和 Pd4Pt 双金属纳米线的氧还原活性分别为 0.49 和 0.79 mA/cm2, 均比传统上使用的商业催化剂 Pt 基催化剂(0.21 mA/cm2)高(图 9). 该合成方法进一 步开拓了一维双金属纳米线的合成策略 , 从而为进 一步研究具有更高活性的双金属催化剂打下坚实的 基础. 2012 年, Sun 课题组[22]通过共还原法, 将乙酰丙 酮钴和溴化钯同时加入油胺溶液中 , 通过控制反应 条件, 高温下制备出尺寸 5~12 nm, 组成从 Co10Pd90 到 Co60Pd40 的双金属纳米颗粒, 如图 10 所示. 该课题 组进一步利用已经制备的约 8 nm 的双金属纳米晶作 为催化剂, 进行甲酸氧化反应 , 实验结果发现 , 催化 活性依次为 Co50Pd50 > Co60Pd40 > Co10Pd90 > Pd, 说 明引入的 Co 元素对于 Pd 催化性能的提高具有显著
中国科学: 化学
2014 年
化学风云中的新型催化剂
化学风云中的新型催化剂化学中，催化剂是一种能够提高反应速率并降低反应能量的物质。
化学反应中的催化作用已经被广泛应用于许多领域，比如工业、医学和环保等。
近年来，新型催化剂的研究成为了研究者们的热门话题。
本文将简要介绍一下化学风云中的新型催化剂。
一、金纳米粒子催化剂金纳米粒子催化剂是近年来研究者们比较感兴趣的一种新型催化剂，它的催化性能非常优异。
它的优点是：反应速率快、对活性物质有良好的选择性、可以在常压常温条件下工作等等。
金纳米粒子催化剂的应用范围还是非常广泛的，比如医学、化工、生物等领域。
二、离子液体催化剂离子液体催化剂是一种新型环保催化剂，因其独特的物化性质，在部分催化领域得到了广泛的应用。
离子液体催化剂的主要优点是，选择性和活性较高，且不会产生污染物。
然而，由于其制备成本较高，应用范围有一定限制。
三、碳基纳米管催化剂碳基纳米管催化剂是一种独特的新型催化剂，与其他催化剂不同的是，它是由碳分子构成的，具有良好的导电性和热导性。
碳基纳米管催化剂的应用领域非常广泛，比如燃料电池、化学传感器等等。
四、竹炭催化剂竹炭催化剂是一种具有独特物理结构和化学结构的新型催化剂。
它的优点是，制备成本较低，具有很好的环保性能。
竹炭催化剂在环保领域得到了广泛应用，比如废气净化、水处理等方面。
五、金属有机骨架催化剂金属有机骨架催化剂是一种新型的材料，它由金属离子和有机配体组成。
具有很高的表面积和活性，可用于多种反应催化。
金属有机骨架催化剂的研究还处于初级阶段，但是其应用前景广阔。
六、磷酸盐催化剂磷酸盐催化剂是近年来得到广泛研究的一种新型催化剂，主要应用于液相和气相反应。
磷酸盐催化剂具有独特的结构和成分，其反应速率和选择性较高，还具有很好的耐高温性能。
七、纳米铁催化剂纳米铁催化剂是一种应用范围非常广泛的新型催化剂。
它的特点是比传统铁催化剂粒度更小，反应速率更快，可用于多种反应催化，比如有机合成、燃料电池等领域。
八、硅藻土催化剂硅藻土催化剂是一种颗粒状的新型催化剂，由硅酸盐和氧化物等组成。
新型催化材料的合成及应用
新型催化材料的合成及应用催化材料在化学反应的发展过程中扮演着重要的角色。
从最早的天然催化剂到现在的人造催化剂，催化材料的种类和应用范围逐渐扩大。
近年来，新型催化材料的合成及应用成为国内外研究的热点之一。
本文将介绍几种新型催化材料的制备与应用。
1. 金纳米晶的制备金纳米晶是一种重要的催化剂，具有良好的催化活性和选择性。
其制备方法多种多样，如：溶液还原法、物理气相沉积法等。
遗憾的是，沉积的纳米晶结构易于熔融并产生聚集，因而导致催化活性下降。
最近，日本的一组科学家采用了新型的方法——光学反应制备出了一种更为稳定的金纳米晶。
他们首先使用光源与盐水溶液产生反应，随后加入有机分子，并将反应混合。
最终真空干燥，得到的纳米结构不仅非常稳定，而且具有更好的催化活性，这对于制备高品质金纳米晶的生产至关重要。
2. 石墨烯催化剂的应用石墨烯是一种新型的二维材料，具有优异的电学、热学和力学性能，因而在催化剂领域中有着广泛的应用。
目前，石墨烯催化剂的研究主要集中在以下几个方面：（1）石墨烯负载型催化剂：将石墨烯负载在金属、氧化物或碳纳米管等材料上，并将其作为催化剂应用于化学反应中，可以有效提高化学反应的活性和选择性。
（2）石墨烯氧化物催化剂：将石墨烯与氧化物形成复合材料催化剂，特别是在有机化学反应中，能够显著提高反应效率和选择性。
（3）石墨烯金属催化剂：将石墨烯与过渡金属结合，形成金属石墨烯复合催化剂，可以用于气体和液体催化反应，提高催化反应的活性。
3. 碳基催化剂的合成碳基材料由于其结构独特和良好的化学稳定性，因而在催化剂领域中有广泛的应用。
碳基催化剂具有良好的催化活性和选择性，可广泛应用于化学反应、电化学、环境控制等领域。
目前，碳基催化剂的合成主要有以下几种方法：（1）碳纳米管催化剂：碳纳米管的结构独特，表面具有大量的活性位点，可以作为优良的催化剂。
采用碳纳米管作为催化剂的反应具有高催化活性、良好的选择性和稳定性等特点。
杂化纳米生物催化剂CALB@Fe_(3)O_(4)@ZIF-8的构建及性能
杂化纳米生物催化剂CALB@Fe_(3)O_(4)@ZIF-8的构建及性能杜英杰;贾晓彤;罗秀艳;崔建东;贾士儒;龚栋【期刊名称】《天津科技大学学报》【年(卷),期】2024(39)1【摘要】以脂肪酶(lipase,CALB)为模型酶,利用功能性纳米材料四氧化三铁纳米粒子与金属有机骨架(metal-organic framework,MOF)材料ZIF-8相杂化的同时,将CALB包埋在杂化材料中,制备杂化纳米生物催化剂CALB@Fe_(3)O_(4)@ZIF-8,研究了温度、机械搅拌转速、光照条件以及Fe_(3)O_(4)添加量对CALB@Fe_(3)O_(4)@ZIF-8活性的影响,获得制备CALB@Fe_(3)O_(4)@ZIF-8的最佳条件为:温度20℃、转速400 r/min、光照波长380 nm、Fe_(3)O_(4)质量5 mg。
在此条件下CALB@Fe_(3)O_(4)@ZIF-8的最大酶活回收率82%,比优化前提高了16%。
随着具有光热效应的Fe_(3)O_(4)纳米粒子的加入,CALB@Fe_(3)O_(4)@ZIF-8表现出较强的光热效应,光照(光强和光照波长)显著提高酶与底物的亲和力和反应速率,使CALB@Fe_(3)O_(4)@ZIF-8表现出更高的酶活力。
该研究为开发新型功能性纳米杂化MOF固定化酶生物催化剂提供参考。
【总页数】8页(P8-14)【作者】杜英杰;贾晓彤;罗秀艳;崔建东;贾士儒;龚栋【作者单位】天津科技大学生物工程学院;湖北汉江大健康产业有限公司;天津益倍生物科技集团有限公司【正文语种】中文【中图分类】Q814.2;TQ426.97【相关文献】1.单壁碳纳米管作支撑的杂化金纳米催化剂比TiO2和炭黑具有更优氧化芳香醇的性能2.类石榴状结构Co_(3)O_(4)@ZIF-8纳米电催化剂的设计合成及其氧还原/氧析出性能研究3.杂化纳米Gd_(0.1)Ce_(0.9)O_(2-δ)湿敏传感器的性能研究4.Fe_(3)O_(4)-MWCNTs杂化纳米纸对纤维增强复合材料吸波性能的影响5.Si纳米线/ZnFe_(2)O_(4)/AgBr光催化剂的构建及其磁场可调控性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
【国家自然科学基金】_纳米金催化剂_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
2014年 科研热词 铝柱撑改性蒙脱石 载体 转化率 蒙脱石负载的纳米金 水处理 多相催化臭氧化 催化剂 co催化氧化活性 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年
2012年 科研热词 推荐指数 序号 科研热词 推荐指数 金 2 1 还原 1 纳米金 2 2 纳米金 1 钠基蒙脱石 1 3 热稳定性 1 金纳米粒子 1 4 对硝基苯酚 1 金催化剂 1 5 双晶 1 选择性氧化 1 6 介孔氧化钛 1 过渡金属 1 载金催化剂 1 超支化聚合物 1 臭氧分解 1 膜改性 1 纳米金催化剂 1 纳米结构 1 纳米粒子 1 纳滤膜 1 碱性介质 1 硅胶 1 电氧化 1 电催化 1 甲醛氧化 1 甲醇 1 环己烷 1 环境工程 1 溶胶负载法 1 液固比 1 浸渍法 1 氮化作用 1 氧化 1 最终产品 1 插层 1 控制合成 1 异质 1 底物识别性 1 应用 1 多功能特性 1 吸附柱色谱法 1 取代苯甲醇 1 功能性质 1 分离膜 1 分子印迹聚合物 1 催化活性 1 催化氧化 1 催化剂表面 1 催化剂 1 二氧化钛 1 丙烯环氧化 1 一氧化碳 1 ti-hms 1 tem 1 heterostructure, heteroepitaxy, 1 multifunctionality, magnetism, nanocatalysis fept 1
科研热词 纳米金 纳米金催化剂 制备 催化 金纳米团簇 金属铂 金催化剂 金 选择氧化 载金催化剂 载体形貌 表征 臭氧分解 自组装薄膜 自组装 绿色化学 纳米金属粒子 纳米结构 电沉积 甲醛催化氧化 环氧丙烷 环己烷氧化 热电材料 烟草花叶病毒 烟草减害 溶胶沉积 活性炭 水气变换反应 氧化铝 氧化铈 微孔载体 微孔-介孔复合分子筛 复合氧化物 复合材料 合成 化学气相沉积 化学工程 分子氧 催化剂材料 催化剂 偶联反催化剂 c-s键 c-o键 c-n键 c-c键 au/sio2催化剂
纳米金催化剂上CO低(常)温氧化的研究
纳米金催化剂上CO低(常)温氧化的研究王东辉;程代云;郝郑平;史喜成【期刊名称】《化学进展》【年(卷),期】2002(014)005【摘要】金历来被认为是催化惰性的,但近年来有关金催化剂的研究与开发引起人们的兴趣与关注.负载纳米金催化剂显示了良好的催化性能,尤其对一氧化碳氧化反应,能够在低(常)温下将CO氧化为CO2.和其他CO氧化催化剂相比,金催化剂具有高的催化活性、稳定性和抗潮湿的性能,预示着更加广泛的应用前景.本文从制备方法、载体的性质、微粒粒径的大小、预处理、活性机理和催化反应机理等方面进行综合与评述.【总页数】8页(P360-367)【作者】王东辉;程代云;郝郑平;史喜成【作者单位】防化研究院,北京,100083;中国科学院生态环境研究中心,北京,100085;防化研究院,北京,100083;中国科学院生态环境研究中心,北京,100085;防化研究院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】O643.32;O614.123【相关文献】1.纳米金催化剂低温催化氧化甲醛和一氧化碳的研究 [J], 贾钧琳;王东辉;金佳佳;张泽廷;史喜成2.锆改性氧化铝负载的纳米金催化剂上环己烷氧化研究 [J], 许立信;何潮洪;朱明乔;吴可君;徐亚兰;赵静3.纳米金催化剂在CO低温氧化和选择性氧化中的研究进展 [J], 鲁继青;罗孟飞;辛勤4.活性炭负载的纳米金催化剂上葡萄糖氧化工艺 [J], 唐月;胡红定;朱明乔;王萌;郝雨;陈新志5.TG氧化铁常（低）温精脱硫技术的发展及应用 [J], Guo Hanxian;Miao Maoqian;Tan Shishao(Research Institute for Chemical Engineering of Coal,Taiyuan University of Technology,Taiyuan, 030024)因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
负载型纳米镍基合贵金属金催化剂催化水合肼分解制氢
负载型纳米镍基合贵金属金催化剂催化水合肼分解制氢2016-11-13 12:45来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部贵金属催化水合肼分解制氢发展高效、安全储氢材料和技术, 为氢燃料电池车及各种军用、民用便携式电源提供移动氢源是氢能应用的关键环节. 鉴于目前已知的可逆储氢材料在温和操作温度的储氢容量远低于车载氢源的应用需求, 各国学者自2000 年前后开展了化学氢化物可控放氢及氢化物高效再生技术研究. 在化学储氢体系中, 水合肼(N2H4•H2O)分解制氢体系正受到广泛关注, 这是因为该体系具有理论储氢容量高(8%, 质量分数)、制氢成本低、制氢反应不产生固体残余物等突出优点, 后者对于简化制氢装置设计具有重要意义. 此外, 在常温常压下, N2H4•H2O为液体, 便于贮存和输运, 且在现有液体燃料(汽油)输运和加注基础设施上具备使用兼容性. 正是这些特性, 使得N2H4•H2O制氢体系具备车载/便携式移动氢源应用潜力.肼(N2H4)是N2H4•H2O的有效储氢组分, 其分解可按以下反应所示的2 条竞争路径进行:N2H4 →N2 +2H2 (ΔH =-95.4 kJ/mol) (1)3N2H4 →N2 +4NH3 (ΔH =-157 kJ/mol) (2)从储氢应用角度, 需选择性促进其分解为N2和H2, 同时需抑制N2和NH3的生成. 因此, 研制高效催化剂是发展N2H4•H2O制氢体系的核心课题. 最初,催化N2H4•H2O 分解的催化剂主要为贵金属(Ir 和Rh), 随后, 非贵金属(Ni)也被作为催化剂使用,但无论贵金属还是非贵金属, 这些单金属催化剂的活性、制氢选择性或耐久性均较低. 研究发现: 解决此问题的有效方法是采用双金属催化剂, 尤其选取具有强碱性位的材料作为载体研制的负载型纳米镍基合金催化剂Ni-M (M=Ir, Pt, Pd, Mo, Fe 等)可显著改善单金属催化剂的性能. 尽管此方面研究已取得了积极进展, 但已报道的多数镍基合金催化剂的性能仍存在明显不足, 例如, 催化剂的活性较低,并且部分催化剂的制氢选择性也未达到100%, 这严重制约了N2H4•H2O制氢体系性能的进一步提升.另外, 催化分解反应动力学是研发N2H4•H2O制氢的另一重要研究内容, 深入解析不同反应条件对制氢体系的性能影响, 将为深化认识制氢体系反应机理奠定基础, 为设计N2H4•H2O分解制氢装置提供重要参数.。
新型催化剂在绿色合成中的应用
新型催化剂在绿色合成中的应用在当今社会，环境保护和可持续发展已经成为了全球关注的焦点。
化学工业作为重要的产业领域，也在不断寻求更加绿色、环保和高效的生产方式。
其中，新型催化剂的研发和应用在绿色合成中发挥着至关重要的作用。
催化剂，顾名思义，是一种能够改变化学反应速率但自身在反应前后质量和化学性质不变的物质。
传统的催化剂虽然在许多化学反应中发挥了重要作用，但往往存在着一些问题，比如效率不高、选择性差、使用条件苛刻以及对环境不友好等。
而新型催化剂的出现，为解决这些问题提供了新的途径和可能性。
绿色合成，强调的是在化学反应过程中减少或消除有害物质的使用和产生，提高原子利用率，降低能源消耗，以实现环境友好和可持续发展的目标。
新型催化剂在绿色合成中的应用，主要体现在以下几个方面。
首先，新型催化剂能够提高反应的选择性。
在化学合成中，往往需要得到特定的产物。
传统催化剂可能会导致多种副产物的生成，不仅降低了目标产物的收率，还增加了后续分离和提纯的难度。
而新型催化剂通过精确的设计和调控，可以选择性地促进目标反应的进行，减少副反应的发生。
例如，在一些有机合成反应中，使用特定结构的金属有机框架（MOFs）作为催化剂，可以实现对特定官能团的高选择性转化，从而大大提高了反应的效率和产物的纯度。
其次，新型催化剂有助于降低反应的活化能，从而在更温和的条件下进行反应。
这意味着可以降低反应温度和压力，减少能源消耗。
例如，一些纳米级的催化剂具有极高的比表面积和活性位点，能够在相对较低的温度下激活反应分子，实现高效的转化。
这不仅节约了能源，还降低了设备的要求和运行成本。
再者，新型催化剂能够促进原子经济性反应的进行。
原子经济性是绿色化学的一个重要概念，指的是在化学反应中尽可能多地将反应物转化为目标产物，减少废物的生成。
新型催化剂可以通过优化反应路径，使更多的原子参与到目标产物的构建中，从而提高原子利用率。
比如，某些酶催化剂能够在温和的条件下实现高效的生物转化，将底物几乎完全转化为有用的产物，实现了近乎完美的原子经济性。
金纳米材料的应用(一)
金纳米材料是一种具有微观尺度的金属纳米颗粒，其尺寸通常在1到100纳米之间。
这种材料由于其独特的物理和化学性质，在许多领域具有广泛的应用价值。
下面将详细介绍金纳米材料在各个领域的应用。
生物医学应用：金纳米材料在生物医学领域具有广泛的应用，例如用作药物载体。
由于其较大的比表面积和优异的生物相容性，金纳米材料可以有效地将药物载送到靶细胞内，从而提高药物的疗效并减少副作用。
此外，金纳米材料还可用于生物标记和生物成像，例如在癌症治疗中，通过将金纳米材料与抗癌药物结合，可以实现对肿瘤的精准治疗，同时通过生物成像技术可以实时监测治疗效果。
光电子器件应用：金纳米材料在光电子器件中的应用也备受关注。
由于金纳米材料具有表面等离子共振效应，可以有效地增强光学信号，因此被广泛应用于传感器、光学滤波器和太阳能电池等领域。
此外，金纳米材料还可以用于制备纳米光学器件，例如纳米透镜、纳米光栅等，这些器件在纳米尺度下具有优异的光学性能，可以用于微纳光学系统和光子集成电路。
催化剂应用：金纳米材料在催化领域也有着重要的应用。
由于其较大的比表面积和优异的催化性能，金纳米材料可以作为高效的催化剂用于化学反应中。
例如，在有机合成反应中，金纳米材料可以作为氧化、还原和羰基化反应的催化剂，具有高效、选择性和可重复使用的特点。
此外，金纳米材料还可以用于制备新型的催化剂载体，例如将金纳米材料负载在多孔材料上，可以进一步提高催化剂的性能。
纳米生物传感器应用：金纳米材料还可以用于制备纳米生物传感器，用于检测生物分子和细胞。
由于金纳米材料具有优异的电化学性能和生物相容性，可以实现对生物分子的高灵敏、高选择性检测。
例如，通过将金纳米材料与生物分子识别元素结合，可以制备出高灵敏的生物传感器，用于检测蛋白质、DNA、细胞等生物标志物，具有重要的生物医学应用前景。
环境治理应用：金纳米材料在环境治理领域也有着潜在的应用价值。
例如，金纳米材料可以作为吸附剂用于水处理和大气污染治理，通过其优异的吸附性能和催化性能可以有效地去除水中的重金属离子和有机污染物，净化环境。
催化剂常用制备方法
吸附的红外光谱可以作出这种区分。
固体酸中心类型
NH3在固体表面上吸附的红外光谱
NH3吸附在L酸中心时，是用氮的孤对电子配位 到L酸中心上，其红外光谱类似于金属离子同 NH3的配位络合物，吸附峰在3300 cm-1及1640
cm-1 （ H-N-H变形振动谱带）处；
第三章 催化剂常用制备方 法
§3-1 §3-2 §3-3 §3-4 §3-5 §3-6 §3-7
催化材料分类 溶胶－凝胶法 复合组分催化剂的制备方法 负载型催化剂的制备方法 其他方法 催化剂的成型 催化剂的工业制造
§3-1 催化材料分类
一.金属、合金 二.金属氧化物 三.酸式催化剂 四.金属盐类 五.碱式催化剂 六、金属硫化物 七、纳米催化剂
用于吸附的气态碱有NH3、吡啶、正丁胺等，比 较更好的是三乙胺。
酸中心的酸强度及其测定
程序升温脱附法(TPD法)
气态碱吸附法已发展为程序升温脱附法(TPD 法)。TPD法是将预先吸附了某种碱的固体酸 在等速升温并通入稳定流速载气条件下，表 面吸附的碱到了一定的温度范围便脱附出来， 在吸附柱后用色谱检测器记录描绘碱脱附速 度随温度的变化，即得TPD曲线。这种曲线的 形状、大小及出现最高峰时的温度Tm值，均 与固体酸的表面性质有关。
表面富集的是合金中升华热低(表面自由能低)的 组分。
例如：Ni-Cu，Cu在表面富集。
二.金属氧化物
功能：烃类的选择性氧化、脱氢、脱硫、脱水。
烃类的选择性氧化是由烃类制取带有－OH、 － CHO、 － C=O、 － COOH、 － CN、环氧化合物等基团的有机化 合物的重要手段。
作为烃类选择氧化催化剂，多为元素周期表中第Ⅳ， Ⅴ和Ⅵ周期的那些具有未充满d电子层的过渡元素。较 好的是Ⅴ和Ⅵ族金属的氧化物，特别是由它们组成的 复合氧化物。另外，还有原态不是氧化物，而是金属， 但其表面吸附氧形成氧化层，如Ag对乙烯的氧化，对 甲醇的氧化，Pt对氨的氧化等也属于该类。
金属催化剂 (3)
金属催化剂简介金属催化剂是一种广泛应用于化学反应中的重要材料。
金属催化剂能够增加化学反应的速率，并改变反应的路径，从而在有机合成、能源转化等领域发挥重要作用。
近年来，金属催化剂在催化剂设计和应用方面取得了显著的进展，成为化学领域的研究热点。
金属催化剂的分类金属催化剂可根据所使用的金属类型和形态进行分类，常见的金属催化剂包括纳米粒子、合金、表面合金、金属有机框架(MOFs)等。
纳米粒子金属纳米粒子是一种具有纳米尺寸的金属颗粒。
由于其特殊的表面性质和量子效应，金属纳米粒子在催化反应中具有较高的催化活性和选择性。
例如，铂纳米粒子被广泛应用于氢气生成和有机合成反应中。
合金合金催化剂由两种或多种金属元素组成，具有较高的催化活性和选择性。
合金催化剂中的金属之间相互作用，能够改变反应的活性位点和催化剂的表面性质，从而提高反应效率和选择性。
表面合金催化剂是一种将金属表面与其他金属或合金形成的薄层结合的催化剂。
表面合金催化剂具有高度可调控性和诱导性，能够调解反应中的中间体形成和解离步骤，从而提高催化反应的效果。
金属有机框架(MOFs)金属有机框架是由金属离子与有机配体组成的晶态材料。
金属有机框架具有较大的比表面积和孔隙度，能够提供丰富的催化活性位点，并具有优异的催化性能。
金属催化剂的应用金属催化剂广泛应用于有机合成、能源转化和环境保护等领域。
以下是一些常见的金属催化剂应用：有机合成金属催化剂在有机合成中具有重要作用。
例如，钯催化剂被广泛应用于碳碳键形成反应，如Suzuki、Heck和Sonogashira偶联反应等。
铂催化剂被用于氢化反应和不对称合成等方面。
能源转化金属催化剂在能源转化中起到关键作用。
例如，铂催化剂被广泛应用于燃料电池中的氧还原反应。
镍催化剂被用于水裂解反应和CO2还原反应等。
金属催化剂在环境保护中具有重要意义。
例如，钯催化剂在废气处理中能够高效地去除有害气体。
铁催化剂被用于水中有机物的降解。
金属催化剂的发展趋势随着科学技术的不断发展，金属催化剂的设计和应用正在不断改进。
金属纳米多面体总结
金属纳米催化剂多面体总结金属纳米颗粒具有尺寸小和表面积大等优点,因而具有高效的催化活性和选择性。
众多研究表明,金属催化剂的催化性能取决于纳米粒子的大小、形貌、组成及结构等,根据纳米材料的制备过程中物态分类,可分为气相法、液相法和固相法。
液相法是通过可溶性金属盐类制备金属纳米粒子的方法,常用的液相法包括:水热反应法、溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法、醇类分解法和化学还原法等。
液相法具有易于控制反应组分,设备简单,机动灵活等优点,因而被广泛采用。
液相法具有以下优点:(1)不需要特定的装置;(2)反应易于控制;(3)可以批量生产。
以上优点使得液相法制备金属纳米粒子易于实现工业化生产。
液相法制备金属纳米粒子最常用的三种方法为化学还原法、电化学合成法和金属有机前体的热分解法。
研究表明,金属纳米粒子的催化性能取决于其组成、结构、尺寸和形貌等,因此可以通过优化金属纳米颗粒的制备条件使金属纳米颗粒的催化性能达到最优⑴。
金属纳米催化剂的形貌对催化活性和选择性均有影响。
最常用于制备金属纳米粒子的方法为化学还原法,最常用的还原剂为醇类,在反应过程中,醇类起还原剂和溶剂的作用,可以对过渡金属前驱体进行快速还原,从而形成胶体;尽管醇类在形貌调控中有广泛应用,但具有重复性差、对还原剂纯度要求高、对环境有一定程度污染等缺点,而水相还原法则不需使用有机溶剂,且高纯度的水便宜易得,在反应过程中,可通过使用具有不同还原能力的还原剂,方便快捷的操纵反应动力学,从而实现对金属纳米粒子形貌控制合成,水相化学还原法实现纳米钯颗粒的形貌控制合成采用化学还原法,以PdCl2为前体,抗坏血酸作为还原剂,水为溶剂,PVP做为稳定剂,在KBr存在下,合成出形貌均一的Pd纳米立方体。
通过TEM结果发现Br—可以作为封端剂,改变丨100}晶面的生长速度,进而形成纳米立方体,虽然PVP的浓度可以改变Pd纳米粒子的尺寸,但是并不会改变形貌。
以Na2PdCl4为前体,抗坏血酸作为还原剂,水为溶剂,P123做为修饰剂,合成出形貌均一的二十面体状的Pd纳米粒子。
常用的金催化剂
常用的金催化剂常用的金催化剂主要包括纳米金颗粒和金合金催化剂。
金催化剂具有优异的催化性能和选择性，广泛应用于有机合成、电化学催化、环境保护等领域。
以下是一些常见的金催化剂：1.纳米金颗粒：纳米金颗粒作为最常见和广泛应用的金催化剂之一，其独特的催化活性和选择性吸引了科研和工业界的广泛关注。
纳米金颗粒的大小、形状和表面修饰等因素对其催化性能有着重要影响。
近年来，纳米金颗粒在有机合成反应中的应用取得了显著成果，如氢化反应、氧化反应、脱羧反应等。
纳米金颗粒催化剂不仅具有较高的活性和选择性，而且还可以实现反应条件的温和化，降低能源消耗和环境污染。
2. 金合金催化剂：金合金催化剂是将金与其他金属元素合金化而得到的催化剂。
这种催化剂具有较高的活性和稳定性，可以广泛应用于氧化还原反应、有机合成和环境催化等领域。
白金-金合金（Pt-Au）、钯-金合金（Pd-Au）等都是常用的金合金催化剂。
合金化过程可以改变金的电子结构，从而调节其催化性能。
此外，合金催化剂具有较好的抗毒性和抗失活性能，有利于提高催化剂的寿命。
3. 金负载催化剂：金负载催化剂是将金固定在其他载体上，如氧化铝（Al2O3）、二氧化硅（SiO2）等。
这种催化剂通过调节金的载体相互作用，可以改变其催化性能并提高金的稳定性。
金负载催化剂在气体处理、有机合成和环境保护等领域具有广泛的应用前景。
此外，负载金催化剂还具有较高的活性、选择性和耐久性，有助于实现高效、绿色和可持续的催化过程。
4. 金纳米线：金纳米线作为一种一维的金纳米结构，具有较大的比表面积和高的催化活性。
金纳米线在电化学催化、光催化和传感器等领域表现出优异的性能。
其独特的一维结构有利于提高反应物与催化剂的接触效率，从而增强催化效果。
此外，金纳米线的形貌和尺寸可以通过控制合成条件来实现调控，为催化反应的高效性和选择性提供了可能。
5. 金薄膜：金薄膜是将金沉积在固体表面或膜衬底上得到的薄膜。
金薄膜在表面增强拉曼光谱、催化反应和电化学传感等方面具有重要应用。
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金纳米催化剂(八)：其他类型
2016-08-22 13:23来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
金纳米催化剂
除了聚合物基弹性网络、中空球型、核壳型和蛋壳型纳米Au催化材料，目前还有片状、柱状等各种类型纳米Au催化材料合成的报道。
基于独特的结构性能和电子迁移性质，石墨烯一经出现即在科学界掀起巨大波澜。
目前，石墨烯在纳米Au催化材料定向合成中同样受到广泛关注，并取得了丰硕研究结果。
例如，Lu 等利用TWEEN 20 同时作为氧化石墨烯（GO）的稳定剂和AuNPs的还原剂，通过原位还原HAuCl4获得AuNPs/TWEEN/GO片状复合材料。
催化NaBH4还原4-NP的反应发现，由于GO的协同效应，复合材料呈现良好催化活性：催化同一反应，AuNPs/TWEEN/GO可在14 min 完成反应，拟一级速率常数为25.37 ×10－2s－1，而AuNPs/ TWEEN用时32 min，拟一级速率常数为9.05×10－2 s－1。
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Chen等以NaBH4为还原剂，制备了具有热响应催化行为的片状石墨烯（GO）负载的AuNPs（GO-PNIPAAm聚异丙基丙烯酰胺）-Au）。
复合材料在催化NaBH4还原4-NP 的反应中表现出温度调控的催化活性：当温度高于PNIPAAm的临界溶解温度时，PNIPAAm链由亲水相转变为疏水相，造成末端AuNPs的团聚，进而导致催化活性降低。
较之普通石墨烯基纳米催化剂，其具有可调控的催化行为。
Li等采用三乙烯四胺为还原剂，通过水热体系中AuNPs与石墨烯的自组装过程成功合成了高1.28cm和直径1.08 cm的圆柱形Au/石墨烯复合材料。
基于石墨烯的结构性能，其在室温催化NaBH4还原4-NP的反应中呈现优异催化活性，12 min反应基本完成，拟一级速率常数为3.17 ×10－3 s－1。
分别高出先前文献报道的海绵状和高聚物负载纳米Au复合材料的催化活性90倍和14倍。
此外，Zhang等采用单毛细管电纺技术与原位还原技术相结合的方法，将高度分散、尺寸较小的AuNPs成功组装到SiO2纳米管的内、外表面（AuNPs/SNTs）。
该管状纳米复合物对NaBH4还原4-NP的反应表现出高催化活性：反应不到5 min即可完成，拟一级速率常数为1.06 ×10－2 s－1。
Jin等采用两步法，将分散的、尺寸可控的AuNPs固载于分层结构的层状硅酸镍（NiSiO）上，获得像花一样的纳米复合物（AuNPs/NiSiO）。
该复合物对NaBH4还原4-NP的反应表现出高催化活性：2.5min反应即可完成，拟一级速率常数为1.63×10－2 s－1。
且循环使用5次后，活性没有下降，表明该复合物具有良好的稳定性。