磁载纳米双金属材料Fe3O4@PVP/Au/Ag的制备及其催化应用

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hulaxiazai
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纳米金以其独特的化学性质,在催化领域具有重要的应用。近年来,随着科学的发展,多金属纳米材料通过金属间相互作用,表现出优于单金属的特性,也越来越受到人们的广泛关注。纳米催化剂的循环利用问题也是一直以来的研究热点。本文将纳米Au/Ag催化剂负载于磁性纳米Fe3O4上,既保持了纳米催化剂易分散高活性的优势,又能方便的利用外磁场加以回收,PVP的加入提高了活性组分的分散度。该催化剂用于苯乙烯环氧化、苯甲醇氧化和甲苯氧化反应,均表现出优良的催化性能和循环使用性能。  本文以NaBH4为还原剂,采用超声细胞粉碎机法制备磁载双金属纳米材料Fe3O4@PVP/Au/Ag。采用XRD、TEM、XPS、VSM等方法对制备的双金属材料进行表征。结果表明,催化剂制备过程中载体结构和磁性得以保持,PVP的加入有效控制了载体表面纳米金属的粒径,从而提高活性组分的分散度。  分别以苯乙烯环氧化、苯甲醇和甲苯的绿色氧化为例,考察Fe3O4@PVP/Au/Ag的普适催化效果。研究结果表明:(1)双金属之间的相互作用使得Fe3O4@PVP/Au/Ag催化三类反应的效果优于单金属催化剂,普适性明显;(2)超声细胞粉碎机法较传统机械搅拌法而言,能快速地制备催化剂,并且催化剂的活性明显高于后者;(3) PVP的加入,使得Fe3O4@PVP/Au/Ag中的活性组分更加均匀分散在载体表面,使其催化活性优于Fe3O4@Au/Ag,同时,PVP能有效防止活性组分在反应过程中发生团聚,使得Fe3O4@PVP/Au/Ag在三类反应中均可多次循环使用。
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