[发明专利]银纳米晶负载型催化剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于银纳米晶负载型催化剂制备技术领域，具体涉及一种由小分子 聚合生成多孔有机聚合物材料的合成方法，和利用其作为底物原位制备超小银 纳米晶负载型催化剂的应用。

背景技术

金属银由于具有特殊的物理化学性质，在光、电、磁、催化等领域都发挥 着重要的作用。纳米银目前所具备的广泛用途，在很大程度上取决于其粒径大 小、比表面积、形貌等。其中粒径小的纳米银具有一些普通大颗粒银所不具备 的特殊效应，如小尺寸效应、表面效应和催化性能等，银纳米粒子的特殊性质 在很大程度上取决于这些效应。多孔有机聚合物具有高比表面积、优良的化学 稳定性、合成简单、空间拓扑结构丰富和组成结构可设计性等优点，是过渡金 属催化有机反应的良好载体。实现多孔有机聚合物负载纳米粒子结构和性能的 可控合成，对于发展新型的高效异相催化体系、拓宽多孔有机聚合物的应用范 围具有重要意义，由于其在催化等领域具有潜在的应用价值，成为近年来研究 的热点。

发明内容

本发明的目的是提出了一种基于多孔有机聚合物制备超小银(小于5纳米) 纳米晶负载型催化剂的方法和用途。

本发明提出多孔有机聚合物的制备方法：以苯二3-氨基丙腈和对苯二醛类似 物的有机缩合反应合成多孔有机聚合物[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]。

本发明提出的超小银纳米晶负载型催化剂的制备步骤如下：将制备的多孔 有机聚合物[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]加入硝酸银溶液，搅拌过夜，在[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃] 上负载银，然后使用光还原法得到超小银纳米晶负载型催化剂 Ag[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]。

附图说明

图1为所得多孔有机聚合物材料[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]的扫描电镜图。

图2为所得多孔有机聚合物材料[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]的结构图。

图3为所得超小银纳米晶负载型催化剂Ag[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]的透射电镜 图。

具体实施方式

实施例1：苯二3-氨基丙腈的制备

以优选比例对苯二腈、乙腈和叔丁醇钾1：4：6为例：在圆底烧瓶中加入 40ml甲苯，并顺序加入乙腈4.0mmol、苯二腈1.0mmol、缓慢加入叔丁醇钾 6.0mmol。上述混合物常温搅拌反应12小时后，加入50ml饱和碳酸氢钠溶液。 过滤得到固体产物，分别用蒸馏水和乙醇清洗三次，烘箱70℃干燥。

实施例2：多孔有机聚合物材料的合成

以优选比例苯二3-氨基丙腈和对苯二醛类似物2：1为例：在配备有蛇形冷 凝管的双颈瓶中加入实施例1中制得的苯二3-氨基丙腈0.4mmol、对苯二醛类 似物0.2mmol和冰醋酸10ml。在反应体系中通30分钟氮气，之后升温至125℃， 氮气氛围回流反应48小时。反应完成后，冷却过滤，固体用少量热醋酸清洗， 然后分别用去离子水和乙醇清洗三次，真空干燥箱干燥，得到氰基修饰的多孔 有机聚合物材料[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]。合成材料的扫描电镜图见图1，分子结构示意 图见图2。

实施例3：多孔有机聚合物材料[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]作为底物负载银的实验

以优选剂量10mg为例：将10mg实施例2中新制的[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]加入 不同浓度的硝酸银溶液10ml，搅拌过夜(12h)后离心分离，固体用去离 子水清洗三次，真空干燥箱干燥，得到负载银的多孔有机聚合物材料。

实施例4：超小银纳米晶负载型催化剂的制备

以优选剂量10mg为例：将10mg上述负载银的多孔有机聚合物加入10mL 去离子水中，在全波段可见光光源下搅拌(1h)后离心分离，固体用去离子 水清洗三次，真空干燥箱70℃干燥，得到超小银纳米晶负载型催化剂 Ag[C_(13+3n)H_(4+2n)N₃]。