[发明专利]一种MOFs-rGO负载的Pd纳米催化剂及其制备与应用

说明书

本发明涉及一种MOFs‑rGO负载的Pd纳米催化剂及其制备与应用，以NH₂‑MIL‑101(Cr)‑rGO为载体，将催化剂活性组分纳米Pd封装到所述载体形成的笼子中，所述NH₂‑MIL‑101(Cr)‑rGO中GO所占的重量百分含量为1‑5％，所述纳米Pd的负载量为4‑5wt％。本发明利用MOFs笼子结构特点，以四氯钯酸为钯源利用离子交换法制备出Pd²⁺负载的MOFs‑rGO，再经过NaBH₄还原剂的作用下制备出MOFs‑rGO负载的Pd纳米非均相催化剂。钯纳米粒子主要封装在MOFs‑rGO笼子内，原子密堆积的rGO提高了NH₂‑MIL‑101(Cr)‑rGO吸附性能和稳定性能，具有较小的粒径、良好的分散性和稳定性，催化性能大大的提高。将该催化剂应用于对氯苯酚和邻氯苯酚的脱氯反应，具有高的催化活性。而且本发明的催化剂制备方法简单，易操作。

技术领域

本发明属于催化技术领域，尤其涉及一种MOFs-rGO负载的Pd纳米催化剂及其制备与应用。

背景技术

金属有机框架(metal organic frameworks or porous coordinationpolymers)，简称MOFs，是由无机金属阳离子与有机桥联配体通过配位键相互作用形成的新型的一类微孔晶体材料。有机桥联配体与金属离子或者金属簇的配位方式多样性决定了MOFs结构的多样性，更重要的是可以根据需要选择合适的金属离子和配体设计合成具有特定结构和功能的MOFs。MOFs有很多优异的性能，比如超高的孔隙率(大于90％)、高比表面积(有些MOFs的Langmuir面积高达104m2g-1)。MOFs在气体吸附储存、分离、化学传感、质子传导和药物载体等领域的应用。但是化学稳定性差等缺点不利于MOFs在催化领域的应用。

氯酚类化合物是有机合成反应的中间体，也被用作农药，除草剂和消毒水等工业。氯酚类化合物及其衍生物具有致癌性，会在生物体内积累。因为人类不合理的使用和处理，在地下水、表面水、空气和土壤中都已经检测到氯酚类化合物。这些化合物可能转变成毒性更强的二苯并二恶英或多氯代二苯并呋喃，对环境造成更大的危害，所以氯酚类化合物的消除已引起人们的关注。处理这些污染物的方法主要有热处理、超声处理、臭氧处理及电化学处理、氧化降解、生物降解和加入催化剂进行加氢脱氯等，其中利用催化剂使氯酚类化合物加氢脱氯的方法所需能量少、反应条件温和，已成为研究重点。

发明内容

本发明的目的在于一种MOFs-rGO负载的Pd纳米催化剂及其制备，以解决现有的问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：

一种MOFs-rGO负载的Pd纳米催化剂，以NH₂-MIL-101(Cr)-rGO为载体，将催化剂活性组分纳米Pd封装到所述载体形成的笼子中，所述NH₂-MIL-101(Cr)-rGO中GO所占的重量百分含量为1-5％，所述纳米Pd的负载量为4-5wt％。

NH₂是增加水溶性，主要是为了制备的Pd/NH₂-MIL-101(Cr)-rGO更好的分散到水体系中，便于氯苯酚的脱氯反应。选用NH₂-MIL-101(Cr)的原因是，在水中分散性好，而且有介孔的笼子便于负载和催化反应过程中物质的交换。