[发明专利]还原性聚酰胺材料以及负载型纳米金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及纳米金属催化剂领域，具体提供了一种还原性聚酰胺材料以及负载型纳米金属催化剂及其制备方法和应用。该还原性聚酰胺材料由多元酰氯和多元芳香胺聚合得到；所述多元酰氯与所述多元芳香胺的摩尔比为1∶4～4∶1。所述负载型纳米金属催化剂为负载有纳米金属粒子的聚酰胺载体，其包含所述还原性聚酰胺材料与水溶性金属化合物前体的反应产物。本发明的还原性聚酰胺材料可用于多种纳米金属催化剂的制备，适用范围广，制得的负载型纳米金属催化剂的纳米金属粒子的粒径较小，在制备过程中，不需要外加还原剂，且还原负载时间短。

技术领域

本发明涉及纳米金属催化剂领域，更具体地，涉及一种还原性聚酰胺材料，以及一种负载型纳米金属催化剂，该负载型纳米金属催化剂的制备方法，及所述负载型纳米金属催化剂在对硝基苯酚催化加氢制备对氨基苯酚反应中的应用。

背景技术

自Haruta等发现高分散的金催化剂对CO低温完全氧化反应具有很高的催化活性后，金催化剂引起众多研究者的关注。从目前的研究来看，负载型金催化剂具有高活性的一个重要前提，就是制备得到纳米级、高分散的金粒子。单独的纳米粒子由于表面能高，易于团聚，因此需要将这些小的粒子负载在适合的、具有高比表面积的载体上来保持纳米粒子的高分散性。

近年来，聚合物稳定金纳米粒子引起了研究者们的兴趣。该方法是将金离子首先和某种特定的聚合物(如PVP、PVA等)络合，然后利用外加还原剂(如硼氢化钠、柠檬酸钠等)将金盐还原为聚合物稳定的金纳米粒子。然而这种简单结构的聚合物对金纳米粒子的稳定性较弱，得到的金纳米粒子容易聚集而失去催化活性。因此，需要寻找更为稳定的聚合物载体制备纳米金催化剂。专利文献CN101362088A公开了一种聚邻氨基苯酚负载的纳米金催化剂，纳米金的粒径为1.0-5.0nm。树枝状高分子聚酰胺-胺也被广泛用于稳定金纳米粒子，专利文献CN104209539A公布了一种基于聚酰胺-胺超分子超支化聚合物制备金纳米粒子的方法，以聚酰胺-胺超分子超支化聚合物同时作为还原剂和稳定剂，在温和的反应条件下制备金纳米粒子。这些方法有的需要外加强还原剂得到金纳米粒子，而利用聚合物自身还原性制备金纳米粒子的方法又需要较长的还原时间。

因此，亟待开发一种可利用聚合物自身还原性制备金纳米粒子又耗时短的方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的是提供一种还原性聚酰胺材料，一种负载型纳米金属催化剂，及该负载型纳米金属催化剂的制备方法和应用，采用本发明的还原性聚酰胺材料制备负载型纳米金属催化剂，制得的纳米金属粒径尺寸较小，呈高分散稳定的负载于聚酰胺载体上，在制备过程中，不需要外加还原剂，且还原负载时间短。

本发明的第一方面提供了一种还原性聚酰胺材料，该还原性聚酰胺材料由多元酰氯和多元芳香胺聚合得到；所述多元酰氯与所述多元芳香胺的摩尔比为1∶4～4∶1，优选为2∶3～3∶2。

本发明的第二方面提供了一种负载型纳米金属催化剂，该负载型纳米金属催化剂为负载有纳米金属粒子的聚酰胺载体；所述负载型纳米金属催化剂包含上述的还原性聚酰胺材料与水溶性金属化合物前体的反应产物。

本发明的第三方面提供了一种上述负载型纳米金属催化剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)将还原性聚酰胺材料分散于水中，得到第一悬浊液；

2)在-5℃至70℃下，将金属化合物前体的水溶液与所述第一悬浊液搅拌反应0.5min～1.5h，得到第二悬浊液；

3)将所述第二悬浊液离心、洗涤、干燥，得到所述负载型纳米金属催化剂；

所述还原性聚酰胺材料与金属化合物前体的质量比优选为2.5∶1～250∶1，进一步优选为15∶1～150∶1。

本发明的第四方面提供了上述的负载型纳米金属催化剂在对硝基苯酚催化加氢制备对氨基苯酚反应中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：