專利名稱：一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法
技術領域：
本發明涉及貴金屬納米粒子活化技術領域，具體涉及一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法。
背景技術：
貴金屬催化劑鉬、金、銀等作為重要的工業催化劑其在工業發展中起著不可替代的作用。目前鉬催化劑用于氨氧化制硝酸，銀/氧化鋁催化劑用于乙烯氧化制環氧乙烷，金粒子催化氧化一氧化碳等等，貴金屬催化劑在工業催化領域的應用不勝枚舉。但是，由于貴金屬資源稀少、價格昂貴，且在催化過程中容易中毒失活，導致其應用受到一定限制，因此如何對貴金屬催化劑的活化成為目前貴金屬催化劑研究的一個重要方向。目前，對貴金屬納米粒子活化的方法主要為氣相法，在高溫(500攝氏度)條件下，對貴金屬納米粒子進行氫氣氛圍處理，使貴金屬納米粒子表面被氧化的貴金屬原子得到還原變成離子，由于這種方法是在高溫條件下進行的，因此，貴金屬納米粒子經過高溫燒結處理后極易發生團聚，貴金屬催化劑的催化性能也隨之降低。
發明內容
為了解決現有利用氣相法活化貴金屬納米粒子而存在的貴金屬納米粒子易發生團聚、催化性能低的問題，本發明提供一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法。本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法，該方法的條件和步驟如下
(I)將惰性溶劑和貴金屬納米粒子按照質量比為100:1 1:1的比例混合均勻，將混合后的溶液置于耐壓試管中；(2)采用液氮冷凍方法，室溫下，將步驟(I)中的耐壓試管置于液氮中，并將氯甲烷收集于耐壓試管中，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋；(3)將步驟(2)中的耐壓試管置于油浴中加熱，加熱溫度為120 150°C，加熱時間為2 5h，冷卻至室溫，即得到活化后的貴金屬納米粒子。步驟(I)中，所述惰性溶劑優選為二次蒸餾水、正己烷、甲醇、二氯甲烷或三氯甲烷，最優選為二次蒸餾水。步驟(I)中，所述質量比優選為50: I。步驟(2)中，所述液氮冷凍方法具體為在室溫下將液氮倒在四氟燒杯中，將步驟
(I)中盛有惰性溶劑和貴金屬納米粒子的耐壓試管置于盛有液氮的四氟燒杯中，向耐壓試管中通入氯甲烷，氯甲烷變為液相。步驟(3)中，所述加熱溫度優選為150°C。步驟(3)中，所述加熱時間優選為3h。本發明的有益效果是與現有技術的氣相法相比，本發明采用液相法，即在液相氯甲烷條件下，采用惰性溶劑與貴金屬納米粒子反應，使貴金屬納米粒子溶解和表面活化并重新獲得新鮮表面，本發明由于不需要高溫高壓，因此，貴金屬納米粒子不會發生團聚，提高了貴金屬催化劑的催化性能和使用壽命，同時，反應后的惰性溶劑可通過揮發或水洗除去，對環境友好。
圖I為實施例I中對鉬納米粒子進行溶解后紫外可見吸收光光譜圖；圖2為實施例2中對鉬納米粒子進行溶解后紫外可見吸收光光譜圖；圖3為實施例3中對金納米粒子進行溶解后紫外可見吸收光光譜圖。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。 采用的原料分別為分析純氯甲烷，分析純正己烷，分析純甲醇，分析純二氯甲烷，分析純三氯甲烷。實施例I(I)將二次蒸餾水和鉬納米粒子按照質量比為100:1的比例混合均勻，并將混合后的溶液5ml置于玻璃耐壓試管中；(2)采用液氮冷凍的方法，在室溫下將液氮倒在四氟燒杯中，將步驟(I)中盛有二次蒸餾水和鉬納米粒子的玻璃耐壓試管置于盛有液氮的四氟燒杯中，向玻璃耐壓試管中通入約2g氯甲烷，氯甲烷變為液相，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋；(3)將步驟(2)中的玻璃耐壓試管置于溫度為150°C的油浴中加熱3h，然后冷卻至室溫，即得到活化后的貴金屬納米粒子。對經過150°C油浴加熱前后的溶液進行紫外可見吸收光譜表征，所得曲線如圖I所示，反應后263nm 276nm范圍內峰的出現,證明鉬納米粒子發生溶解,鉬納米粒子表面的原子發生了氧化，鉬原子變成鉬離子，表面得到再生。實施例2(I)將分析純正己烷和鉬納米粒子按照質量比為50:1的比例混合均勻，并將混合后的溶液5ml置于玻璃耐壓試管中；(2)采用液氮冷凍的方法，在室溫下將液氮倒在四氟燒杯中，將步驟(I)中盛有分析純正己烷和鉬納米粒子的玻璃耐壓試管置于盛有液氮的四氟燒杯中，向玻璃耐壓試管中通入約2g氯甲烷，氯甲烷變為液相，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋；(3)將步驟(2)中的玻璃耐壓試管置于溫度為130°C的油浴中加熱2h，然后冷卻至室溫，即得到活化后的貴金屬納米粒子。對經過130°C油浴加熱前后的溶液進行紫外可見吸收光譜表征，所得曲線如圖2所示，反應后263nm 276nm范圍內峰的出現,證明鉬納米粒子發生溶解,鉬納米粒子表面的原子發生了氧化，鉬原子變成鉬離子，表面得到再生。實施例3(I)將分析純甲醇和金納米粒子按照質量比為75:1的比例混合均勻，并將混合后的溶液5ml置于玻璃耐壓試管中；(2)采用液氮冷凍的方法，在室溫下將液氮倒在四氟燒杯中，將步驟(I)中盛有分析純甲醇和金納米粒子的玻璃耐壓試管置于盛有液氮的四氟燒杯中，向玻璃耐壓試管中通入約2g氯甲烷，氯甲烷變為液相，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋；(3)將步驟(2)中的玻璃耐壓試管置于溫度為140°C的油浴中加熱3h，然后冷卻至室溫，即得到活化后的貴金屬納米粒子。對經過140°C油浴加熱前后的溶液進行紫外可見吸收光譜表征，所得曲線如圖2所示，反應后300nm 400nm范圍內金離子吸收峰出現，而在520nm處吸收峰消失，證明金納米粒子發生溶解，金納米粒子表面的原子發生了氧化，金原子變成金離子，表面得到再生。實施例4
(I)將分析純二氯甲烷和銀納米粒子按照質量比為1:1的比例混合均勻，并將混合后的溶液5ml置于玻璃耐壓試管中；(2)采用液氮冷凍的方法，在室溫下將液氮倒在四氟燒杯中，將步驟(I)中盛有分析純二氯甲烷和銀納米粒子的玻璃耐壓試管置于盛有液氮的四氟燒杯中，向玻璃耐壓試管中通入約2g氯甲烷，氯甲烷變為液相，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋；(3)將步驟(2)中的玻璃耐壓試管置于溫度為120°C的油浴中加熱4h，然后冷卻至室溫，即得到活化后的貴金屬納米粒子。實施例5(I)將分析純二次蒸餾水和金納米粒子按照質量比為25:1的比例混合均勻，并將混合后的溶液5ml置于玻璃耐壓試管中；(2)采用液氮冷凍的方法，在室溫下將液氮倒在四氟燒杯中，將步驟(I)中盛有分析純二次蒸餾水和金納米粒子的玻璃耐壓試管置于盛有液氮的四氟燒杯中，向玻璃耐壓試管中通入約2g氯甲烷，氯甲烷變為液相，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋；(3)將步驟(2)中的玻璃耐壓試管置于溫度為150°C的油浴中加熱4h，然后冷卻至室溫，即得到活化后的貴金屬納米粒子。實施例6(I)將分析純正己烷和鈀納米粒子按照質量比為10:1的比例混合均勻，并將混合后的溶液5ml置于玻璃耐壓試管中；(2)采用液氮冷凍的方法，在室溫下將液氮倒在四氟燒杯中，將步驟(I)中盛有分析純正己烷和鈀納米粒子的玻璃耐壓試管置于盛有液氮的四氟燒杯中，向玻璃耐壓試管中通入約2g氯甲烷，氯甲烷變為液相，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋；(3)將步驟(2)中的玻璃耐壓試管置于溫度為150°C的油浴中加熱3h，然后冷卻至室溫，即得到活化后的貴金屬納米粒子。實施例I(I)將分析純三氯甲烷和鉬納米粒子按照質量比為10:1的比例混合均勻，并將混合后的溶液5ml置于玻璃耐壓試管中；(2)采用液氮冷凍的方法，在室溫下將液氮倒在四氟燒杯中，將步驟(I)中盛有分析純三氯甲烷和鉬納米粒子的玻璃耐壓試管置于盛有液氮的四氟燒杯中，向玻璃耐壓試管中通入約2g氯甲烷，氯甲烷變為液相，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋；(3)將步驟(2)中的玻璃耐壓試管置于溫度為150°C的油浴中加熱5h，然后冷卻至室溫，即得到活化后 的貴金屬納米粒子。
權利要求
1.一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法，其特征在于，該方法的條件和步驟如下 (I)將惰性溶劑和貴金屬納米粒子按照質量比為100:1 1:1的比例混合均勻，將混合后的溶液置于耐壓試管中； (2 )采用液氮冷凍方法，室溫下，將步驟(I)中的耐壓試管置于液氮中，并將氯甲烷收集于所述耐壓試管中，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋； (3)將步驟(2)中的耐壓試管置于油浴中加熱，加熱溫度為120 150°C，加熱時間為2 5h，冷卻至室溫，即得到活化后的貴金屬納米粒子。
2.根據權利要求I所述的一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法，其特征在于，步驟(I)中，所述惰性溶劑為二次蒸餾水、正己烷、甲醇、二氯甲烷或三氯甲烷。
3.根據權利要求2所述的一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法，其特征在于，所述惰性溶劑為二次蒸餾水。
4.根據權利要求I所述的一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法，其特征在于，步驟(I)中，所述質量比為50: I。
5.根據權利要求I所述的一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述加熱溫度為150°C。
6.根據權利要求I所述的一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述加熱時間為3h。
全文摘要
一種液相溶解活化貴金屬納米粒子的方法，涉及貴金屬納米粒子活化技術領域，解決了現有利用氣相法活化貴金屬納米粒子而存在的貴金屬納米粒子易發生團聚、催化性能低的問題。該方法如下將惰性溶劑和貴金屬納米粒子按照質量比為100:1～1:1的比例混合均勻，將混合后的溶液置于耐壓試管中；室溫下，將耐壓試管置于液氮中，并將氯甲烷收集于耐壓試管中，收集前排凈瓶內空氣，收集后蓋緊瓶蓋；再將耐壓試管置于溫度為120～150℃油浴中加熱2～5h，冷卻至室溫，得到活化后的貴金屬納米粒子。本發明提高了貴金屬催化劑的催化性能和使用壽命，反應后的惰性溶劑可通過揮發或水洗除去，對環境友好。
文檔編號B22F1/00GK102962446SQ201210453999
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者徐維林, 張玉微, 邢巍, 孫秀娟 申請人:中國科學院長春應用化學研究所