[发明专利]一种具有可控形貌的Pd金属纳米晶体内核的Pd/UiO-66催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有可控形貌的Pd金属纳米晶体内核的Pd/UiO‑66催化剂及其制备方法和应用，所述Pd/UiO‑66催化剂的制备方法如下：S1：将对苯二甲酸溶解于二甲基甲酰胺得到溶液A，将钯盐溶解于二甲基甲酰胺得到溶液B，将四氯化锆溶解于二甲基甲酰胺得到溶液C，备用；S2：将溶液A与B混合并搅拌，再与溶液C混合，然后向混合液中加入小分子酸；S3：将S2所得混合溶液密封，加热并搅拌20～26h，反应结束后，将混合溶液离心、洗涤、干燥即得所述具有可控形貌的Pd金属纳米晶体内核的Pd/UiO‑66催化剂。本发明通过一步法制备得到的Pd/UiO‑66催化剂具有可控的Pd纳米晶体形貌，可控制Pd纳米颗粒的形貌为球形或四面体形；另外，制备得到的Pd/UiO‑66催化剂还具有良好的UiO‑66结晶状态和较高的比表面积。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体地，涉及一种具有可控形貌的Pd金属纳米晶体内核的Pd/UiO-66催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

贵金属纳米颗粒由于其较小的粒径、较大的比表面积、丰富的配位不饱和点而具有较高的表面活性，被广泛用作催化剂。贵金属材料特有的化学稳定性使其在制成纳米级催化剂后具有独特的催化稳定性、活性和再生性。贵金属纳米晶体催化剂的催化活性和选择性很大程度上受到纳米颗粒的尺寸、表面原子种类和排列方式等因素的影响。其中，原子排列方式的改变，其特征往往表现在纳米晶体形貌的不同。因此，在合成制备金属纳米晶体的过程中，对其形貌进行调控，是改变和优化贵金属纳米催化剂性能的重要途径。

金属-有机框架化合物（Metal-Organic Frameworks，简称 MOFs），是由过渡金属离子和有机配体通过配位键作用自组装连接而成的高度有序具有无限拓展网状结构的低密度晶体材料，是一种新兴的多孔材料。在过去的十多年间，对于MOFs的研究取得了长足的进展，在催化和吸附等领域得到了重要的应用。在种类众多的MOFs 中，UiO系列化合物的结构具有非常好的热稳定性，同时具有结构多样性、孔容可调节和孔道可功能化等优点，引起了研究者的广泛关注。

常用的贵金属纳米催化剂可分为两大类：贵金属纳米粉末催化剂和负载型贵金属纳米颗粒催化剂。目前，MOF负载型贵金属纳米催化剂可以应用于一系列的催化反应中，如燃料电池反应、连续加氢反应、对映体选择加氢反应和一氧化碳的氧化反应等。而对于合成制备具有可控形貌金属纳米颗粒的金属/MOFs催化剂目前很少有报道，这极大地限制了催化剂的应用。因此，很有必要研发一种具有可控形貌金属纳米颗粒的金属/MOFs催化剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有可控形貌的Pd金属纳米晶体内核的Pd/UiO-66催化剂的制备方法，本发明通过一步法制备得到的Pd/UiO-66催化剂具有可控的Pd纳米晶体形貌，良好的UiO-66结晶状态和较高的比表面积。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的具有可控形貌的Pd金属纳米晶体内核的Pd/UiO-66催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述Pd/UiO-66催化剂在烯烃选择性加氢或硝基苯选择性加氢反应中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有可控形貌的Pd金属纳米晶体内核的Pd/UiO-66催化剂的制备方法，所述制备方法如下：

S1：将对苯二甲酸溶解于二甲基甲酰胺得到溶液A，将钯盐溶解于二甲基甲酰胺得到溶液B，将四氯化锆溶解于二甲基甲酰胺得到溶液C，备用；

S2：将溶液A与B混合并搅拌，再与溶液C混合，然后向混合液中加入小分子酸；

S3：将S2所得混合溶液密封，加热并搅拌20～26h，反应结束后，将混合溶液离心、洗涤、干燥即得所述具有可控形貌的Pd金属纳米晶体内核的Pd/UiO-66催化剂；