[发明专利]一种Silicalite-1单晶包覆纳米钯核壳催化剂的制备方法及其催化应用

摘要

一种Silicalite‑1单晶包覆纳米钯核壳催化剂的制备方法及其催化应用，属于新型催化材料领域。本发明利用3‑氨丙基三乙氧基硅烷与Silicalite‑1分子筛纳米晶种表面的羟基作用，将氨基修饰在分子筛纳米晶种的表面；然后通过Pd²⁺与修饰在Silicalite‑1外表面氨基的配位络合作用，将Pd²⁺均匀的固载在纳米晶种分子筛表面形成负载钯的纳米晶种Pd/Silicalite‑1，最后将Pd/Silicalite‑1纳米晶种加入到Silicalite‑1分子筛单晶的合成溶液中，诱导生长合成Pd@Silicalie‑1单晶包覆型核壳型催化剂。该发明具有制备简单高效，解决了现有催化剂单分散性差、需要多次焙烧、晶化或后处理样品耗时长等弊端。相比于传统的均相催化剂，该核壳催化剂具有择形性优异、抗金属流失及高温聚集等特点，具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种Silicalite‑1单晶包覆纳米钯Pd@Silicalite‑1核壳催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）Silicalite‑1晶种的制备按照TPAOH：TEOS：H₂O=0.25：1：27的摩尔比配制Silicalite‑1晶种合成液，室温搅拌陈化24h，于静态烘箱中以80~100℃合成18~28h，洗涤、分散在乙醇中，配制成晶种含量为0.018g/mL~0.02g/mL的乙醇悬浊液；（2）Silicalite‑1晶种的氨基修饰取步骤（1）中的Silicalite‑1晶种悬浊液3.5~5mL，加入乙醇至20mL，并加入上述溶液质量分数2%的3‑氨丙基三乙氧基硅烷，60℃水浴加热处理，搅拌6h；（3）氨基修饰Silicalite‑1晶种的Pd²⁺吸附固载取步骤（2）中经过氨基修饰的Silicalite‑1晶种悬浊液分散在6mL去离子水中，另将0.001~0.005g Na₂PdCl₄溶于4mL水中，形成Na₂PdCl₄水溶液，将Na₂PdCl₄水溶液在搅拌下逐渐滴加至经过氨基修饰的Silicalite‑1晶种悬浊液中，30℃水浴搅拌处理2h，得到Pd/Silicalite‑1分子筛纳米晶种；（4）Pd/Silicalite‑1分子筛纳米晶种的单晶生长包覆按照TEOS：TPAOH：H₂O=40：10：（5000~15000）的摩尔比配制Silicalite‑1分子筛单晶合成液，将步骤（3）中得到的Pd/Silicalite‑1分子筛纳米晶种加入到该合成液中，室温搅拌陈化1~2h，陈化完成后，将该合成液装入合成釜中，于转动烘箱中以5r/min的转速，170℃水热合成24h，得到Pd@Silicalite‑1单晶包覆钯核壳型催化剂中间体；（5）Pd@Silicalite‑1核壳型催化剂中间体的焙烧与还原将步骤（4）中得到的Pd@Silicalite‑1催化剂中间体以550℃焙烧6h后，用0.01M的NaBH₄水溶液将催化剂中间体中的钯还原，得到Silicalite‑1单晶包覆纳米钯Pd@Silicalite‑1核壳催化剂。