北师大研究利用氢气膜吸收制备金属纳米材料取得进展
2014-04-20 18:12:39
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据北京师范大学2011年9月7日消息：新近，北京师范大学化学学院贾志谦课题组首次利用氢气膜吸收制备了Pd纳米粒子，中空纤维膜接触器提供了稳定而巨大的界面面积，过程能耗低，易于放大，H2可被完全吸收，属于绿色高效的气液反应过程。该研究项目得到了国家自然科学基金（No.20676016）的资助，相关论文已发表在《J. Memb. Sci.》杂志上（J. Memb. Sci. 2011, 380:63-67）。
金属纳米材料具有特殊的物理和化学性质，在催化、光化学、光电子学、信息存储、生命科学等领域具有广阔应用前景。
金属纳米材料一般采用金属化合物可控还原的方法制得。采用醇类、醛类等有机还原剂时，通常需要在高温下进行，反应时间长，反应机理复杂，反应后还原剂不易从体系中完全去除，导致产物污染和催化性能下降，还原剂中的微量杂质还使粒子形貌控制的可重复性差，有机还原剂也容易带来环境污染；采用Na2SO3、NaBH4等无机还原剂时，产物中易残留Na+、K+等杂质离子，影响材料纯度和催化性能，还容易导致硬团聚；H2作为*洁净的还原剂，具有反应温度低、无杂质离子引入、产物纯度高、材料性能优异等优点，因此在金属纳米材料制备中倍受关注。但是，在传统的H2鼓泡还原过程中，界面面积随操作条件而变化，放大困难，而且H2不易完全吸收，存在严重的安全隐患和原料气体浪费问题，还容易出现泡沫、乳化等现象，使H2还原的应用受到了很大限制。
贾志谦课题组的这项研究结果表明，聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵能有效抑制Pd粒子的聚集和生长，粒径随稳定剂/PdCl2摩尔比增加而降低，平均粒径约为5nm。所得Pd纳米粒子对苯乙烯的氢化和对硝基苯酚的还原具有良好催化性能。