文檔負載型銀納米

與大塊金屬催化劑相比，負載型納米催化劑可有效提高納米金屬的比表面積，進而有效改善其催化活性.同時，負載納米金屬的載體也可以起到穩(wěn)定納米粒子和防止團聚的作用,并有利于催化劑的回收和重復使用.在多種負載型催化劑的載體材料中，高分子微凝膠負載的結構型納米催化劑在催化加氫反應中具有較好的催化活性，更為重要的是，負載納米金屬微凝膠的催化性能可簡單地通過改變環(huán)境條件(如溫度、pH等)進行調控.17-24就我們所知，基于溫度敏感性的復合微凝膠材料的粒徑大多在納米量級，而微米量級的多重響應復合微凝膠的文獻報道較少.與納米級微凝膠負載金屬納米顆粒較難回收的不足相比，微米量級的微凝膠兼具易分離且比表面積大的優(yōu)點，因此，若將具有溫度或pH敏感特性的微米量級的微凝膠作為合成貴金屬納米顆粒的模板或微反應器，就可以得到兼具敏感性能和催化活性的復合材料.基于以上研究思路和課題組已有的研究工作基礎，本文以微米尺寸的N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)的共聚微凝膠P(NIPAM-co-AA)為模板，通過原位還原法制備表面負載銀納米顆粒的Ag/P(NIPAM-co-AA)復合微凝膠材料.以NaBH4為還原劑，以對硝基苯酚還原生成對氨基苯酚為模型反應體系，研究所合成的負載納米銀復合微凝膠所具有的溫敏性對對硝基苯酚的催化反應活性的可調控作用.2實驗部分2.1試劑N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)(日本東京仁成工業(yè)株式會社),使用前經苯-正己烷混合液重結晶純化.丙烯酸(AA)單體經減壓蒸餾后使用.過硫酸銨(APS)、N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)、四甲基乙二胺(TMEDA)、正庚烷、丙酮、硝酸銀(AgNO3)、氨水(NH3-H2O)、無水乙醇、氫氧化鈉、硼氫化鈉(NaBH4,96%)、對硝基苯酚(4-NP)等試劑均為分析純.吐溫80(Tween-80)和司班80(Span-80)為化學純,未經純化直接使用.實驗用水均為二次蒸餾水.P(NIPAM-co-AA)微凝膠制備N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)的共聚微凝膠P(NIPAM-co-AA)通過反相懸浮聚合技術制備,25,26具體制備過程為：分別稱取0.750gSpan-80和0.075gTween-80(Span-80與Tween-80的質量比為10:1)溶于70mL正庚烷中，移入三口燒瓶中，在氮氣保護下以400r-min-1的攪拌速度進行分散，控制水浴溫度40°C左右，得到油相；稱取0.960gNIPAM單體，溶于5mL二次水中；另稱取NaOH固體0.085g,用1mL二次水溶解,在冰水浴中冷卻，滴加0.23mLAA單體，二者混合均勻，然后向該溶液中加入交聯(lián)劑MBA0.069g,待完全溶解后過濾；再加入0.5mLAPS(濃度為0.95mol-L-1),配成水相.將水相加入到油相體系中，繼續(xù)通入氮氣保護,20min后加入1mL促進劑TMEDA(濃度為0.43mol-L-1),聚合反應進行大約4h.產物經水和丙酮交替洗滌多次，以除去未反應的單體和低聚物，洗滌后的產品自然晾干，得到白色粉狀物質.Ag/P(NIPAM-co-AA)復合材料制備實驗選用乙醇為還原劑，在溫和的條件下進行微凝膠負載納米銀復合材料的合成.制備Ag/P(NIPAM-co-AA)復合材料的一般步驟如下：稱取干燥的P(NIPAM-co-AA)微凝膠0.030g,將其分散到60mL無水乙醇中，超聲分散30min,室溫下溶脹3h.移入到三口反應瓶中，電動攪拌分散(控制轉速為ReferencesHoare,T.;Pelton,R.Langmuir2006,22,7342.doi:10.1021/la0608718Kleinen,J.;Klee,A.;Richtering,W.Langmuir2010,26,11258.doi:10.1021/la100579bEcheverria,C.;LoopezD.;Mijangos,C.Macromolecules2009,42,9118.doi:10.1021/ma901316kWang,Q.;Zhao,YB.;Yang,YJ.;Xu,H.B.;Yang,X.L.ColloidPolym.Sci.2007,285,515.doi:10.1007/s00396-006-1592-6Zhang,J.G.;Xu,S.Q.;Kumacheva,E.J.Am.Chem.Soc.2004,126,7908.doi:10.1021/ja031523kKarg,M.;Hellweg,T.J.Mater.Chem.2009,19,8714.doi:10.1039/b820292nKlinger,D.;Landfester,K.Polymer2012,53,5209.doi:10.1016/j.polymer.2012.08.053Lu,Y;Ballauff,M.Progr.Polym.Sci.2011,36,767.doi:10.1016/gpolymsci.2010.12.003Welsch,N.;Ballauff,M.;Lu,Y.Adv.Polym.Sci.2010,234,129.doi:10.1007/978-3-642-16379-1Hantzschel,N.;Hund,R.D.;Hund,H.;Schrinner,M.;Lock,C.;Pich,A.Macromol.Biosci.2009,9,444.doi:10.1002/mabi.200800219Sun,P.J.;Wei,Z.K.;Zhang,GGan,Z.H.Sci.ChinaChem.2011,41,1338.[孫培健，魏振柯，張冠，甘志華.中國科學：化學,2011,41,1338.]Xia,H.Y.;Zhang,Y;Gao,L.N.;Yan,L.K.ActaPhys.-Chim.Sin.2011,27,2485.夏慧云，張穎，高莉寧，顏錄科.物理化學學報,2011,27,2485.]doi:10.3866/PKU.WHXB20111020Karg,M.ColloidPolym.Sci.2012,290,673.doi:10.1007/s00396-012-2644-8Peore-Juste,J.;Pastoriza-Santos,I.;Liz-MarzaonL.M.J.Mater.Chem.A2013,1,20.doi:10.1039/c2ta00112hTang,F.;Ma,N.;Wang,X.YHe,F.;Li,L.D.J.Mater.Chem.2011,21,16943.doi:10.1039/c1jm11395jKarg,M.;Pastoriza-Santos,I.;Peore-Juste,J.;Hellweg,T.;Liz-MarzaonL.M.Small2007,3,1222.doi:10.1002/smll.200700078Lu,Y;Mei,Y.;Ballauff,M.J.Phys.Chem.B2006,110,3930.doi:10.1021/jp057149nLiu,Y.Y.;Liu,X.YYang,J.M.;Lin,D.L.;Chen,X.;Zha,L.S.ColloidsSurf.A:Physicochem.Eng.Aspects2012,393,105.doi:10.1016/j.colsurfa.2011.11.007Sahiner,N.;Ozay,H.;Ozay,O.;Aktas,N.Appl.Catal.B:Environm.2010,101,137.doi:10.1016/j.apcatb.2010.09.022(20)Lu,Y.;Yuan,J.Y.;Polzer,F.;Drechsler,M.;Preussner,J.ACSNano2010,4,7078.doi:10.1021/nn102622dWu,S.;Dzubiella,J.;Kaiser,J.;Drechsler,M.;Guo,X.H.;Ballauff,M.;Lu,YAngew.Chem.Int.Edit.2012,51,2229.doi:10.1002/anie.201106515Xiao,C.F.;Chen,S.M.;Zhang,L.Y;Zhou,S.Q.;Wu,W.T.Chem.Commun.2012,48,11751.doi:10.1039/c2cc36002k(23)Chen,Z.;Cui,Z.M.;Cao,C.Y.;He,W.D.;Jiang,L.;Song,W.G.Langmuir2012,28,13452.doi:10.1021/la3022535Lu,M.L.;Li,G.L.;Li,C.;Chen,H.Q.;Zhang,YActaChim.Sin.2011,69,2385.[呂美麗，李國梁，李超，陳慧強，張穎.化學學報,2011,69,2385.]Zhang,Y.;Liu,H.J.;Fang,YChin.J.Chem.2011,29,33.doi:10.1002/cjoc.v29.1Hu,W.;Zhang,YActaChim.Sin.2010,68,1855.[胡煒，張穎.化學學報,2010,68,1855.]HerveesP.;PeerezLorenzo,M.;Liz-MarzaenL.M.;Dzubiella,J.;Lu,Y.;Ballauff,M.Chem.Soc.Rev.2012,41,5577.doi:10.1039/c2cs35029gChang,YC.;Chen,D.H.J.Hazard.Mater.2009,165,664.doi:10.1016/j.jhazmat.2008.10.034Xia,H.Y.;Zhang,Y;Peng,J.X.;Fang,Y;Gu,Z.Z.ColloidPolym.Sci.2006,284,1221.d