[发明专利]基于纳米孔阵列的纳通道式催化纳反应器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于纳米孔阵列的纳通道式催化纳反应器，其特征在于，该纳反应器包括多孔薄膜和负载在该多孔薄膜的孔道内和/或孔道外的催化剂活性组分，负载在多孔薄膜的孔道内的催化剂活性组分具有三维网状结构，所述多孔薄膜上的孔为阵列排布的通孔，且该孔的直径小于1000纳米。

2.根据权利要求1所述的纳通道式催化纳反应器，其中，所述的三维网状结构中的孔为六方结构和/或四方结构，其孔径为2nm-50nm。

3.根据权利要求2所述的纳通道式催化纳反应器，其中，所述孔径为5nm-25nm。

4.根据权利要求1所述的纳通道式催化纳反应器，其中，以多孔薄膜和负载在该多孔薄膜的孔道内和/或孔道外的催化剂活性组分的总量计，催化剂活性组分的含量为1-40重量％。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的纳通道式催化纳反应器，其中，所述催化剂活性组分为介孔氧化物、介孔纳米碳、金属纳米颗粒和有机催化材料中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的纳通道式催化纳反应器，其中，所述介孔氧化物为氧化钛、氧化锌、氧化钒、氧化铈、氧化锆、氧化锰、氧化钴、氧化亚铜、氧化铁和氧化镍中的一种或多种；所述介孔纳米碳为碳纳米管、石墨烯和多孔碳中的一种或多种；所述金属纳米颗粒为铂、钯、铑、钌、锆、金、银、铁、钴和镍中的一种或多种；所述有机催化材料为含有氮、氧、硫、硼和磷中一种或多种杂原子官能团的催化活性有机材料。

7.根据权利要求1所述的纳通道式催化纳反应器，其中，所述多孔薄膜的厚度为1μm-1000μm，多孔薄膜上的孔的直径为10nm-800nm，孔间距为30nm-1000nm。

8.根据权利要求7所述的纳通道式催化纳反应器，其中，所述多孔薄膜上的厚度为30μm-400μm，多孔薄膜的孔的直径为50nm-200nm，孔间距为100-300nm。

9.根据权利要求1、7或8所述的纳通道式催化纳反应器，其中，所述多孔薄膜的材料为金属、金属氧化物、高分子聚合物和碳化物中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的纳通道式催化纳反应器，其中，所述金属氧化物为氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆和氧化硅中的一种或多种；所述金属为钢、铜、镍、铝、钛和锌中的一种或多种合金；所述高分子聚合物为热固型树脂；所述碳化物为碳化硅、碳化硼和金属碳化物中的一种或多种。

11.根据权利要求10所述的纳通道式催化纳反应器，其中，所述热固型树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、尼龙、聚酰亚胺、环氧树脂和酚醛树脂中的一种或多种。

12.权利要求1-11中任意一项所述的基于纳米孔阵列的纳通道式催化纳反应器的制备方法，其特征在于，该方法包括将催化剂活性组分分散在有机溶剂和/或无机溶剂中形成分散液，将分散液与多孔薄膜接触，所述多孔薄膜上的孔为阵列排布的通孔，且该孔的直径小于1000纳米。

13.根据权利要求12所述的纳通道式催化纳反应器的制备方法，其中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、二氯甲烷、石油醚和乙醚中的一种或几种；所述无机溶剂为水、稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸中的一种或几种。

14.权利要求1-11中任意一项所述的基于纳米孔阵列的纳通道式催化纳反应器在催化反应中的应用。