[发明专利]一种氧化镨负载纳米钯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，尤其涉及一种氧化镨负载纳米钯复合材料及其制备方法。

背景技术

金属催化加氢反应在医药、聚合物、精细化工等产品的批量生产过程中起着非常重要的作用。钯纳米颗粒是一种活性非常高的贵金属，在加氢反应中有着非常广阔的应用前景。然而，钯基催化剂的应用有很多限制条件，比如成本高、由于高比表面能致使颗粒容易团聚、循环性能差等。目前可以通过将钯纳米颗粒负载在各种载体上来改善这些问题，比如金属氧化物、有机聚合物、碳材料和生物材料等。一方面，将贵金属颗粒负载在具有氧缺陷的金属氧化物上不仅可以提高分散性，还能够活化反应物、加快反应的进行；另一方面，贵金属和载体之间的强相互作用(SMSI)也会影响催化过程中的反应活性和选择性。因此载体的合理选择对催化反应的效率、稳定性有着十分重要的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种氧化镨负载纳米钯复合材料及其制备方法，该复合材料具有较好的催化性能及循环稳定性。

本发明提供了一种氧化镨负载纳米钯复合材料的制备方法，包括：

S1)将Pr₆O₁₁纳米材料分散到含钯化合物的溶液，搅拌吸附，得到吸附后的固体；

S2)将所述吸附后的固体在还原气氛中高温煅烧，得到氧化镨负载纳米钯复合材料。

优选的，所述Pr₆O₁₁纳米材料按照以下步骤制备：

A1)将硝酸镨与弱碱在水溶液中混合后，进行水热反应，得到氢氧化镨；

A2)将所述氢氧化镨在空气中煅烧，得到Pr₆O₁₁纳米材料。

优选的，所述步骤A1)中混合后体系的pH值为8～10。

优选的，所述步骤A1)中水热反应的温度为110℃～130℃；所述水热反应的时间为6～10h；所述步骤A2)中煅烧的温度为400℃～800℃；所述煅烧的时间为1～5h。

优选的，所述含钯化合物选自Na₂PdCl₄、H₂PdCl₄与K₂PdCl₄中的一种或多种。

优选的，所述含钯化合物的溶液中元素钯的质量为Pr₆O₁₁纳米材料质量的1％～2％。

优选的，所述含钯化合物的溶液中元素钯的浓度为0.4～1mmol/L。

优选的，所述搅拌吸附的时间为10～14h；所述高温煅烧的时间为300℃～500℃；所述高温煅烧的时间为1～4h。

本发明还提供了上述方法制备的氧化镨负载纳米钯复合材料。

本发明还提供了上述方法制备的氧化镨负载纳米钯复合材料催化苯乙烯加氢反应的用途。

本发明提供了一种氧化镨负载纳米钯复合材料的制备方法，包括：S1)将Pr₆O₁₁纳米材料分散到含钯化合物的溶液，搅拌吸附，得到吸附后的固体；S2)将所述吸附后的固体在还原气氛中高温煅烧，得到氧化镨负载纳米钯复合材料。与现有技术相比，采用具有氧缺陷的Pr₆O₁₁纳米棒为载体，还原负载后的钯纳米颗粒尺寸非常小，而且载体中的氧空位能够提供更多的活性位点，提高加氢反应中催化剂的活性以及循环稳定性；并且该复合材料制备方法简单，易于大规模制备，提供了一种制备高性能纳米结构催化剂的方法，有利于环境的可持续发展。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的氧化镨负载纳米钯复合材料的透射电镜照片；

图2为本发明实施例2制备的氧化镨负载纳米钯复合材料的扫描电镜照片；

图3为本发明实施例2制备的氧化镨负载纳米钯复合材料的透射电镜照片；

图4为本发明实施例2制备的氧化镨负载纳米钯复合材料的XRD图；

图5为本发明实施例2制备的氧化镨负载纳米钯复合材料的电子顺磁共振波谱(EPR)图；

图6为本发明实施例3制备的氧化镨负载纳米钯复合材料的透射电镜照片；

图7为本发明比较例1制备的具有氧缺陷的氧化镨(Pr₆O₁₁)纳米棒的透射电镜照片；

图8为本发明实施例2制备的氧化镨负载纳米钯复合材料的苯乙烯催化加氢反应的性能曲线图；