[发明专利]一种片状或多面体状负载型银催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种负载型银催化剂，尤其涉及一种片状或多面体状负载型银催化剂及“浸渍—转化”的制备方法，属于负载型银催化剂技术领域。

背景技术

催化剂本身多数是纳米颗粒。研究表明，材料的催化性能与粒子的大小和形状密切相关（Ahmadi Temer S.,Wang Z.L.等，Science，1996,272,1924~1925；Dureuil V.等，J.Crystal Growth,2001,233,737~748.）。尤其不同形貌的纳米颗粒因为暴露不同的晶面，由此带来活性和选择性的巨大差异。因此,合成催化剂纳米粒子时,在控制其大小及尺寸分布的同时，控制其形貌十分重要（Puntes V.F.等,Science,2001,291:2115~2117.）。

虽然目前对于“游离”的胶体纳米颗粒的可控制备和性能的研究已经发展的比较成熟，但合成形貌可控的“负载型”催化剂还是材料和化学领域的一个共同的难题。工业上所采用的浸渍法制备的负载型催化剂颗粒，形貌不规则，尺寸不均一，难以获得活性和选择性的提高。

银是工业上应用最广的乙烯环氧化催化剂，其形貌对于催化选择性和活性的提高具有明显的作用（Phillip Christopher等，ChemCatChem,2010,2,78~83.），而目前尚缺少一种在氧化铝基底上实现形貌可控合成的方法。这里我们借鉴胶体银合成中的形貌控制方法（Qiao Zhang等，J.Am.Chem.Soc.,2011,133(46),18931~18939.；Dabin Yu等，J.Phy.Chem.B 2005,109,5497~5503.），通过对于浸渍法制备的银颗粒进行原位形貌转化，实现了负载型片状银纳米颗粒和多面体形银纳米颗粒的选择性合成。

由于纳米银片是一种二维等离子体共振纳米结构，它具有强烈的依赖形状而变的光学性质（Pastoriza-Santos I.等,J.Mater.Chem.2008,18,1724.;Millstone J.E.等,Small 2009,5,646.;Mayer,K.M.等,Chem.Rev.2011,111,3828.;Jones,M.R.等,Chem.Rev.2011,111,3736.;Rycenga,M.等,Chem.Rev.2011,111,3669.），因此，该负载型银催化剂不但在催化领域，而且在表面增强拉曼、表面增强荧光、电催化反应等领域都具有广泛的应用前景。

通常的负载型银催化剂多采用浸渍法制备，一般采用金属银的前驱体溶液浸渍作为载体的多孔性固体化合物，之后热分解或用还原剂还原制备得到金属银，所得负载型纳米银粒子为球形粒子。不同于已有研究报道，本发明报道了一种通过“浸渍—转化”方法制备片状或多面体状负载型银催化剂的方法，实现了对于负载型催化剂的形貌控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种片状或多面体状负载型银催化剂及其“浸渍—转化”制备方法。

本发明的一种片状负载型银催化剂，其特征在于，在载体上负载有片状或多面体状负载型银。

上述载体可以为无机氧化物、碳材料或玻璃，优选采用多孔性金属氧化物，如多孔性α-氧化铝。

上述的一种片状或多面体状负载型银催化剂的制备方法，其特征在于，采用“浸渍—转化”的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）首先通过浸渍法将粒度在1~1000nm（优选10-1000nm）的金属银负载于无机载体上；

具体过程为：采用含银的前躯体溶液浸渍多孔载体，浸渍时间10~360min，沥滤除去多余溶液后，进行化学还原或热还原，得到负载型金属银颗粒，银含量可达1-30wt％。如热还原时于空气或惰性气氛中120~500℃条件下还原1~360min。化学还原可以在氢气、一氧化碳气氛下进行。

所述银的前驱体溶液为任何便于分解或还原为金属银的可溶性的化合物或络合物，可以为a、银的可溶性盐溶液，如硝酸银、碳酸银、草酸银或乙酸银等；也可以是b、草酸银与有机胺进行络合得到的络合溶液；或者是c、硝酸银、氧化银或乙酸银与有机胺络合的络合溶液。

上述草酸银可通过不同的银盐如硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐等与草酸跟反应得到的草酸银，或者是直接的草酸银。

上述所述有机胺可以为甲胺、乙胺、乙二胺、丙二胺或乙醇胺。

（2）经过步骤（1）的还原，在载体上形成负载型的金属银粒子之后，金属银粒子近球形，通过“化学溶蚀—再还原”的方法，将负载于载体上的金属银粒子原位转化为片状或多面体状金属银粒子。