[发明专利]一种负载型金原子簇催化剂的应用

摘要

本发明涉及一种负载型金原子簇催化剂在芳香硝基化合物选择加氢反应中的应用。催化剂的制备是以含硫醇的生物试剂作为保护剂，预先制得含金原子团簇的前驱体，然后将其浸渍于载体上，经过一定温度干燥、焙烧，得到可直接应用于芳香硝基化合物选择加氢反应的催化剂。此催化剂在温和的反应条件下即表现出优异的活性和选择性，相比于传统浸渍法，共沉淀法或沉积沉淀法制备的负载型金催化剂，其活性和选择性有显著的优势。

主权项

1.一种负载型金原子簇催化剂的应用，其特征在于：所述催化剂用于芳香硝基化合物的选择加氢反应过程中，使芳香硝基化合物转化成相应的芳香胺类化合物；所述的负载型金原子簇催化剂制备是采用溶胶凝胶法预先制得保护剂保护的原子数可控并且在溶液中稳定存在的Au原子团簇前驱体，然后将其分散于水溶液中浸渍于载体上，经干燥，焙烧，最后得到可直接用于反应的催化剂；其中保护剂为含巯基的无毒无害的生物试剂，包括谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸(Cys)、高半胱氨酸(H‑Cys)中的一种或者二种以上；其中载体可以是水滑石、二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化镁、二氧化硅或氧化铁中的一种或者二种以上，水滑石包括MxAl‑水滑石，M＝Zn、Mg、Ni、Co中的一种或者二种以上，x＝0.33～3；金的负载量为0.1～10wt.％；金原子簇是Aun，n代表金原子的个数，其为1～200正整数；所述的负载型金原子簇催化剂的具体制备过程为：第一步，制备Au原子团簇前驱体，将氯金酸溶液、含巯基的保护剂溶液、NaOH溶液和NaBH₄溶液依次加入容器中，其中巯基、NaOH、NaBH₄与Au的摩尔比分别为1～4、50～100、1～10，在合成过程中观察到溶液颜色从黄色变为乳白色、变为澄清、并最终变为棕黑色，将得到的产物用乙醇和水的混合液，V乙醇/V水＝2～6，进行离心洗涤，离心转速4000～15000rpm，离心时间5～30min，离心次数1次以上，将得到的黑色粘稠物冷冻干燥4～48h，最后将干燥后的晶体保存于干燥器内；第二步，将Au原子团簇前驱体浸渍于载体上，按所需比例将Au原子团簇前驱体溶于超纯水中，在遮光搅拌条件下加入载体，室温下搅拌并反应1～12h，得到的悬浮液用超纯水离心洗涤1次以上，将得到的粘稠物在冷冻干燥下干燥4～48h，之后将干燥后的粉末在100～800℃下焙烧除去保护剂，得到可直接用于芳香硝基化合物选择加氢反应的催化剂。