[发明专利]一种以高分子微球为载体的催化用铂金属纳米颗粒的制备方法

摘要

一种以高分子微球为载体的催化用铂金属纳米颗粒的制备方法，属于高分子材料和金属纳米催化材料技术领域。本发明通过分散共聚法合成表面具有特殊形态的聚酰胺类大分子单体接枝丙烯腈/苯乙烯三元共聚高分子微球；以可溶性铂酸为铂源，通过铂金属离子与高分子微球表面的亲水性聚酰胺类长链上的酰胺基团配位反应，使铂金属离子在高分子微球表面被原位还原成铂原子，并可控不断生长，形成一种稳定的以高分子微球作为载体的铂金属纳米颗粒，铂纳米颗粒粒径控制在2～50nm；高分子微球表面的铂纳米颗粒分布均匀。本发明制备过程中的反应条件温和，方法简单易行，制得的铂金属纳米颗粒可作为多种化学反应的催化剂。

主权项

1.一种以高分子微球为载体的催化用铂金属纳米颗粒的制备方法，其特征是(1)以苯乙烯封端的聚酰胺类亲水性大分子单体为分散稳定剂和分散共聚反应单体，以丙烯腈和苯乙烯分别为第一单体和第二单体，通过分散共聚法合成表面具有特殊形态的聚酰胺类亲水性大分子单体接枝丙烯腈/苯乙烯高分子微球，第一单体丙烯腈与第二单体苯乙烯摩尔之比为2.60～4.40∶1，大分子单体的用量为单体总摩尔量的0.7％～1.3％，以偶氮二异丁腈为引发剂，引发剂用量为单体总摩尔量的1％～2％，以醇或醇/水的混合溶剂为反应介质，乙醇与水的体积比为1∶0～0.43，在反应器内按配比加入第一单体，第二单体，大分子单体，引发剂及反应介质，超声振荡使固体物完全溶解后持续通入氮气10～30min，除去氧气后密封反应器，然后在60℃下搅拌或保持振荡频率120～180rpm反应20～28小时，反应完毕后先将反应液离心分离，沉淀物重新分散在水介质中，进一步透析纯化，分别得到表面具有特殊形态的聚酰胺类亲水性大分子接枝丙烯腈/苯乙烯高分子微球；所用以苯乙烯封端的聚酰胺类亲水性大分子单体选自聚N-异丙基丙烯酰胺、聚N-乙烯基乙酰胺或聚丙烯酰胺，分散共聚反应后的对应产物分别为聚N-异丙基丙烯酰胺接枝丙烯腈/苯乙烯高分子微球、聚N-乙烯基乙酰胺接枝丙烯腈/苯乙烯高分子微球或聚丙烯酰胺接枝丙烯腈/苯乙烯高分子微球；(2)以所得微球为载体，以醇类、柠檬酸钠或硼氢化钠作为还原剂，以可溶性铂酸为铂源，通过铂金属离子与高分子微球表面的亲水性聚酰胺类长链上的酰胺基团配位反应，使铂金属离子在高分子微球表面被原位还原成铂原子，并可控不断生长，形成一种稳定的以高分子微球作为载体的铂金属纳米颗粒，铂纳米颗粒粒径控制在2～50nm；配位反应：反应物配比为：高分子微球浓度为0.5～3.0g/L，铂酸浓度为0.02～0.8g/L，反应温度为80～95℃，反应时间为1.5～8小时，反应结束后经5000～14000rpm离心分离，去除上层清液后再用水分散，得到分散稳定的以高分子微球为载体的铂金属纳米颗粒。