高性能纳米金催化剂的研究进展

综述了高性能纳米金催化剂的制备及其应用研究的最新进展,从制备方法(共沉淀、沉积-沉淀、浸渍等)、活性金物种的存在状态及表征(尺寸效应、价态、金属-载体相互作用)和催化性能(选择氧化反应、加氢反应及环境治理)等方面评述了多相纳米金催化体系的研究概况。

纳米金催化剂在CO低温氧化和选择性氧化中的研究进展

介绍了纳米金催化剂在CO低温氧化和丙烯直接环氧化反应中的研究进展。在CO低温氧化反应中,催化剂的活性相和载体都具有明显的尺寸效应,纳米金颗粒和载体之间的相互作用主要表现载体不仅可以改变纳米金颗粒的大小和形状,而且也影响了氧的活化,从而提高反应活性;在丙烯直接环氧化反应中,由H2和O2在金颗粒表面反应生成的过氧化物种是反应中间体;在选择性氧化和选择性加氢反应中,金催化剂表现出优良的活性和稳定性。

常温(低温)CO氧化反应纳米金催化剂的研究

纳米金催化剂对CO低温氧化具有很高的催化活性,而且抗水性、稳定性都优于其他催化剂,具有广阔的应用前景。但在实验研究中发现,金催化剂的活性随制备方法、预处理条件、载体、金颗粒大小等的不同会出现较大差异。造成这种差异的原因,从根本上说是由于人们对这种新型催化剂的活性位数目、性质还不能实现有效控制。本文在简要回顾多种因素影响金催化剂活性的实验事实的基础上,综述了对活性本质的最新研究成果,以期为高活性、高稳定性的金催化剂的制备提供理论参考。

纳米金催化剂的研究进展

纳米金催化剂具有高催化活性和选择性,作为新型催化材料引起关注。尝试用胶体浸渍法将金催化剂负载于基体材料上,以解决纳米金颗粒难于均匀负载于基体材料表面等问题,并重点对纳米金催化剂的应用进行了评述。

纳米金催化剂Au/Al2O3的制备及其催化活性研究

用吸附色谱柱法制备了Au/Al2O3催化剂,分析了金粒径大小、酸度、液固比、载体等因素对纳米金催化剂Au/Al2O3活性的影响.结果表明：当粒径为2～3 nm,pH为9,液固比为4 1时,催化剂Au/Al2O3的活性最高.

CO氧化用纳米金催化剂常用的表征技术

从电子显微镜技术、X射线技术、电子能谱技术和红外光谱技术四方面介绍了纳米金催化剂常用的表征技术,分析其在金颗粒尺寸和晶相尺寸测定、金价态和金所处电子环境的检测以及CO分子在金催化剂表面吸附态研究等方面的作用,并展望了密度泛函理论计算对纳米金催化剂反应机理研究的潜在重要意义.

纳米金催化剂Au/ZnAl-LDHs的制备及在CO常温氧化反应中的活性及稳定性

以人工合成的双羟基金属氢氧化物ZnAl-LDHs为载体,将预先制备的金溶胶通过静电吸附的方式负载到载体上,获得了纳米金催化剂Au/ZnAl-LDHs,用X射线粉末衍射（XRD）表征了催化剂的物相,用透射电镜（TEM）观察了纳米金颗粒的粒径分布,以CO的常温催化氧化为模型反应,分别考察了金溶胶制备过程中金前体HAuCl4·6H2O的浓度和还原剂THPC的用量、负载过程的pH值以及金的负载量等因素对金催化剂的活性和稳定性的影响。结果表明：在制备金溶胶的过程中,降低HAuCl4·6H2O的浓度并提高还原剂THPC的用量,可以制备出粒径分布处于1-7nm之间、平均粒径仅3.87nm的负载型纳米金颗粒,其对CO的常温转化率为100%,且其催化活性的稳定性明显提高;而在金溶胶的吸附负载过程中,使体系的pH值处于6-7的范围,有利于金溶胶在ZnAl-LDHs载体上的吸附负载,从而得到实际负载量更接近理论负载量的金催化剂样品,当金的实际负载量接近1%（质量分数）时,能够确保对CO的常温氧化转化率达到100%。

用于CO催化氧化的负载型纳米金催化剂的研究进展

CO作为许多工业环境和室内、室外环境的主要有毒气体污染物之一,其消除问题得到了研究者的广泛关注。利用负载型纳米金催化剂在温和条件下催化氧化CO一直是催化领域的研究热点。从载体种类、结构、制备方法和条件的角度阐述了近年来CO催化氧化负载型纳米金催化剂的研究进展,对现阶段研究存在的问题进行了总结,并展望了未来发展前景。

负载型纳米金催化剂在乙炔选择性加氢反应中的研究进展

介绍了乙炔选择性加氢制乙烯催化剂的研究和开发进展。针对负载型纳米金催化剂的发展趋势及其对乙炔加氢反应产物中乙烯的独特选择性,重点对比单金属纳米金催化剂及合金型催化剂的催化性能差异,发现合金型纳米金催化剂具有较高的乙炔转化率和稳定性。影响催化性能的主要因素有纳米粒子的大小及活性组分之间的相互协同作用。分析积炭的形成以及导致催化剂失活的原理。展望低温条件下具有高转化率与高稳定性的合金型纳米金催化剂的应用前景。

用于CO低温氧化负载型纳米金催化剂研究进展

一氧化碳(CO)催化氧化反应因在工业、环保、军事、人类生活等方面应用广泛而受到人们普遍关注,如激光器中微量CO的消除、封闭体系中CO的消除、汽车尾气净化以及质子交换膜燃料电池中少量CO的消除等。近年来关于纳米金催化剂用于CO低温氧化反应的研究已成为备受关注的热点。阐述了金颗粒尺寸、载体种类、制备方法、制备条件等对催化剂活性的影响,总结了催化机理的研究现状和导致催化剂失活的因素,最后对其未来的发展进行了展望。

聚苯胺负载纳米金催化剂的制备及其催化性能研究综合实验设计

将科研课题“聚苯胺负载纳米金催化剂的制备及其催化性能研究”设计成应用化学专业综合实验,将科研课题的创新性和教学可行性有机结合,以推进创新型人才的培养。实验以苯胺单体(ANI)为原料,以过硫酸铵(APS)为氧化剂,制备聚苯胺(PANI)载体。采用金胶负载法、PANI原位还原法、ANI原位还原法三种载金方式分别制备PANI负载纳米金催化剂,并以NaBH_(4)存在条件下,对硝基酚(4-NP)还原制备对氨基酚反应(4-AP)为探针评价催化剂的催化性能。实验内容多学科交叉融合,涉及催化剂的制备、催化剂的结构表征、催化剂的活性评价等多种内容。通过本次实验,学生可以经历催化学科科学研究的全过程,掌握催化材料的制备方法,并熟练运用红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV-Vis)、X射线衍射光谱(XRD)等大型设备对所制备催化材料进行分析,进而激发学生的学习兴趣,提高学生的科研素养。

纳米金催化剂的制备及应用进展

纳米金催化剂已经广泛应用于催化各种氧化还原反应,如CO氧化,H_2O_2合成,水煤气转换等。本文主要介绍了几种纳米金催化剂的制备方法以及近几年在化工生产、环境治理,生物医学三方面的应用研究及成果,并对未来研究方向做了展望。

纳米金催化剂催化氧化环己烷氧化反应研究进展

综述了近年来环己烷氧化反应的主要工艺技术以及金催化剂在该反应中的开发进展,重点分析负载型金催化剂在环己烷氧化反应中的研究工作。金催化剂的研究在20世纪90年代发展迅速。相较于其他贵金属其优势是反应条件温和,且能得到高活性和选择性。针对环己烷氧化反应,分析近年来在该反应下纳米金催化剂的相关情况,阐述金催化剂通过制备方法提高活性的相关策略,探讨了催化机理。

布朗大学开发出可选择性地将CO_2转化为CO的纳米金催化剂

美国布朗大学的研究人员通过调整纳米金颗粒至合适的尺寸，开发出一种可选择性地将CO2转化为CO（一种活跃的含碳分子）的催化剂，可用来做替代燃料和大宗化学品。该研究结果已经发表在美国化学学会的杂志上。

中国科学院大连化学物理研究所合成高活性、高稳定性纳米金催化剂

近日,中国科学院大连化学物理研究所与燕山大学合作,提出了一种兼具高活性以及高稳定性的纳米金催化剂的合成策略。纳米金催化剂是指以纳米金为活性组分的催化剂,其反应活性跟金颗粒的尺寸密切相关。当颗粒尺寸小于5 nm时,纳米金催化剂能够展现出优异的活性,其在一氧化碳氧化、丙烯环氧化、醇醛的选择性氧化等反应中具有独特的催化性能,被认为是一种极具工业应用前景的催化剂。但该催化剂在高温焙烧或者反应过程(甚至低温反应)中容易烧结或聚集,导致其稳定性较差,极大地限制了其工业应用进程。通过金属载体强相互作用、氧化物包裹、分子筛孔道限制等多种方式,可以极大地改善纳米金催化剂的稳定性,但是这些方法通常以牺牲部分活性位为代价,导致纳米金催化剂活性较差。

兰州化物所在胺醇烷基化和纳米金催化剂可控制备中获进展

胺醇烷基化反应是N-烷基化胺清洁制备的主要方法之一。然而，对胺醇烷基化反应具有高活性、高选择性和优良普适性的催化剂体系还主要集中于贵金属均相催化剂，对胺醇烷基化具有优良性能和普适性的非贵金属多相催化剂体系还报道较少。

超稳纳米金催化剂—走在实用化的路上（英文）

纳米金的催化性能受载体影响巨大,选择合适的载体或设计金属—载体界面精细结构能显著影响纳米金的催化性能.迄今发现各种载体包括酸、碱金属氧化物、碳材料以及有机聚合物均可作为纳米金的有效载体.相应的各种金催化剂均展现出独特的催化活性与选择性.一个典型的例子是核壳结构的Au/NiO催化剂,基于该催化剂催化异丁烯醛制备异丁烯酸甲酯的化工厂已于2008年开始兴建.金催化剂在AsH_3气体传感器和汞收集器等环境分析方面也开始实际应用.因而,金催化剂的稳定性和使用寿命成为当前关注的焦点问题.目前报道的长寿命金催化剂典型例子有MINTEK催化剂和YD-3烟台催化剂,后者是由α-Fe2O3和La2O3改性氧化铝负载的金催化剂.中国科学院大连化学物理研究所张涛院士和王军虎研究员团队在近期研究中发现高温焙烧条件下Au纳米颗粒与羟基磷灰石(HAP)载体之间会发生金属-载体强相互作用(Strong Metal-Support Interaction简称SMSI)效应.SMSI效应导致载体对Au纳米颗粒形成包裹,可以有效提升Au纳米颗粒的抗烧结性能,但其对活性位的覆盖也会导致催化剂活性的下降.最近,该团队通过向载体HAP中添加Ti O2进行修饰,成功设计开发出Au/HAP-Ti O2催化剂.该催化剂上Au纳米颗粒与HAP接触的一侧被HAP薄层包裹,与Ti O2接触的一侧裸露,呈现出独特的半包裹结构.通过这种纳米尺度的结构设计,该金催化剂经过800°C的高温焙烧后不仅对一系列反应均表现出可观的催化活性和优异的抗烧结性能,且在模拟汽车尾气CO消除反应中表现出优于商业三效催化剂的反应稳定性.该工作为负载型纳米金催化剂的应用,特别是在高温催化反应中的实际应用提供了新途径,因此有望促进负载型金催化剂的实用化乃至商业化进程.

负载型纳米金催化剂的研究进展

金是一种高化学惰性金属,其纳米粒子具有独特的结构和性质,在催化、光电传感器和生物医药等领域应用广泛。研究表明,负载在金属氧化物等载体上的纳米金粒子具有很高的催化活性,特别是在CO低温催化氧化中,催化效率明显高于其他类型贵金属。纳米金催化剂的研究已经具有了相当的深度和广度,在工业催化和环境保护等领域显现出重要的发展前景和商机。

我国合成新型高活性高稳定性纳米金催化剂

近日,中科院大连化学物理所黄家辉研究员团队和乔波涛研究员团队与燕山大学孙科举教授团队合作,在金催化研究方面发展了一种兼具高活性以及高稳定性的纳米金催化剂合成新策略,为新型高稳定高活性纳米金催化剂的开发提供了新思路。该成果在《自然·通讯》上发表。纳米金催化剂是指以纳米金为催化活性组分的催化剂,其催化反应活性跟金颗粒的尺寸密切相关。当金颗粒尺寸小于5nm时,纳米金催化剂能够展现出优异的催化反应活性。

我合成新型高活性高稳定性纳米金催化剂

中科院大连化学物理所黄家辉研究员团队和乔波涛研究员团队与燕山大学孙科举教授团队合作,在金催化研究方面发展了一种兼具高活性以及高稳定性的纳米金催化剂合成新策略,为新型高稳定高活性纳米金催化剂的开发提供了新思路。该成果在《自然·通讯》上发表。