[发明专利]包含金属纳米颗粒的无机/聚合物的杂化催化材料

权利要求书

1.一种催化材料，其在化学反应中显示催化活性并且由包含金属氧化物和具有羟基的有机聚合物的杂化复合物组成，其中

1)所述金属氧化物与所述有机聚合物通过所述有机聚合物的羟基而化学结合，

2)所述杂化复合物固定对于化学反应具有催化活性的金属颗粒，且

3)所述具有催化活性的金属颗粒不仅存在于所述杂化复合物的表面上而且存在于所述杂化复合物的内部。

2.根据权利要求1所述的催化材料，其中所述金属氧化物包含选自硅和锆的至少一种。

3.根据权利要求1所述的催化材料，其中所述具有羟基的有机聚合物是聚乙烯醇及其衍生物。

4.根据权利要求1所述的催化材料，其中所述具有催化活性的金属颗粒为选自铁、钴、镍、铜、钌、铑、钯、银、锇、铱、铂和金的至少一种。

5.根据权利要求1所述的催化材料，其中所述具有催化活性的金属颗粒是钯。

6.根据权利要求1所述的催化材料，其中所述催化材料是膜。

7.根据权利要求1所述的催化材料，其中所述膜在内部具有用于补强的多孔基片。

8.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7任一项所述的催化材料，其中所述化学反应是氢化、脱氢、加氢甲酰化、羰基化、氧化、二羟化、环氧化、氨基化、次膦酸盐化、羧基化、甲硅烷基化、异构化、烯丙型烷基化、环丙烷化、烷基化、芳基化、复分解和其它C-C键形成反应。

9.根据权利要求8所述的催化材料，其中所述化学反应是氢化。

10.根据权利要求9所述的催化材料，其中所述氢化反应是下式的烯烃的氢化：

其中R是氢、包含1至约30个碳原子的烷基、包含约6至18个碳原子的芳基，R¹、R²和R³包括氢、包含1至约30个碳原子的烷基、包含1至约30个碳原子的烯基、包含1至约30个碳原子的炔基、包含约6至18个碳原子的芳基、酰胺、胺、包含1至约30个碳原子的醇盐、包含1至30个碳原子的酯、包含1至约30个碳原子的酮，所述芳基的取代基可以为双环稠合类或者包含杂原子如硫、氧、氮或磷。

11.根据权利要求9所述的催化材料，其中所述氢化反应是下式的炔烃的氢化：

其中R¹是氢、包含1至约30个碳原子的烷基、包含约6至18个碳原子的芳基、酰胺、胺、包括1至约30个碳原子的醇盐、包括1至约30个碳原子的酯，该芳基的取代基也可为双环稠合类或者包含杂原子如硫、氧、氮、磷。

12.一种根据权利要求1所述的催化材料的提供方法，其中

1)杂化复合物通过在包含具有羟基的有机聚合物的溶液中用酸中和硅酸盐来合成，然后去除溶剂，

2)将合成出的杂化复合物浸入具有催化活性的金属颗粒的盐溶液中或用具有催化活性的金属颗粒的盐溶液涂抹，然后将所吸收的盐还原而变成金属颗粒。

13.一种根据权利要求1所述的催化材料的提供方法，其中

1)杂化复合物通过以下方式来合成：在包含具有羟基的有机聚合物的溶液中用碱将具有催化活性的金属颗粒的盐和选自锆盐和氧锆盐中的至少一种中和，然后去除溶剂；或者将具有羟基的有机聚合物和选自锆盐或氧锆盐的至少一种的固体混合物浸入具有催化活性的金属的盐溶液或用具有催化活性的金属的盐溶液涂抹，并用碱溶液中和，

2)将合成出的杂化复合物还原，从而将具有催化活性的金属颗粒的盐变成金属颗粒。

14.根据权利要求12和13任一项所述的催化材料的提供方法，其中还原剂为选自氢气、硼氢化物、甲酸、甲酸盐、氨、肼和醇的至少一种。