[发明专利]一种埃洛石复合物担载SnO2

说明书

本发明公开了一种埃洛石复合物担载SnO₂‑Au核壳催化剂及其制备方法和用途，涉及纳米催化剂制备技术领域。该催化剂以埃洛石纳米管为载体，对其表面进行硅烷化反应嫁接氨基基团，利用其氨基与原位合成的共价有机骨架COFs中醛基发生席夫碱反应形成较强的共价键键合作用，在埃洛石纳米管表面构筑共价有机骨架COFs多孔壳层结构，形成核壳复合物；然后通过COFs中羟基的静电吸附作用嫁接亚锡离子，利用亚锡离子的强还原能力将Au离子还原为Au纳米颗粒并锚定在COFs多孔结构中，形成稳定的SnO₂‑Au复合物，得到本发明所述催化剂。该催化剂具有较高的催化活性、选择性与稳定性，在纳米催化领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米催化剂制备技术领域，具体涉及一种埃洛石复合物担载SnO₂-Au核壳催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

通过将Au纳米颗粒原位构筑于催化剂整体结构中，可充分发挥该催化剂最大的原子效率和经济效益较优的高效催化作用，使其获得更高的反应活性与选择性。然而，Au纳米颗粒较高的表面能使其在实际使用中容易变形，发生烧结和团聚，影响催化剂整体结构制备中Au的稳定性和分散性，进而不利其实际应用中催化性能和稳定性的发挥。通过设计物理障碍增强Au纳米粒子的抗烧结性能，可一定程度降低其在材料制备及反应阶段发生迁移和团聚的频次。此外，利用强还原性金属离子通过界面化学效应将Au纳米粒子固载在化学活性介质表面，或者构筑合金结构，亦可提高贵金属颗粒的稳定性。

埃洛石纳米管呈现外层硅氧四面体与内层铝氧八面体的长径比中空结构特征，为天然黏土的一种，具有原料来源广、稳定性较高、表面改性可控、重复使用性较好、吸附性能优良等特点。纳米金属复合催化剂的结构设计与其催化活性和选择性有着较强关联性，而埃洛石纳米管可作为合成制备特定纳米金属复合催化剂的理想载体。然而，埃洛石纳米管表面较为光滑，比表面积不够大，也缺乏充足的贵金属有效锚定位点，固载贵金属纳米颗粒过程中容易发生团聚或流失。为此，研究对埃洛石纳米管进行表面功能改性，从稳定性和分散性方面提高固载贵金属的锚定效果。

近年来，共价有机骨架(COFs)作为一种新型多孔聚合物材料备受广泛关注。COFs是由有机元素通过强共价键连接构筑形成有机晶态多孔材料，具有结构可设计性、结晶度高、晶型结构规整、比表面积较高、化学稳定性和热稳定性较好等优点，也是一种十分有前景的用于催化剂设计的载体材料。通过调节COFs材料配体和官能团的组合，可以调节其形貌特征和孔隙结构，进而调控其物理化学性质，得到应用于不同用途的功能材料。