磁性贵金属纳米催化剂

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1、·1084·化学通报2011年第74卷第12期http://www．hxtb．org磁性贵金属纳米催化剂1，22*21，21，22*黄寅斌杨良嵘邢慧芳李鹏飞李文松刘会洲12(中国科学院研究生院北京100049;中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程院重点实验室北京100190)摘要磁性贵金属纳米颗粒因具有高效的催化性能和可重复利用性而受到广泛关注。本文描述了磁性贵金属纳米颗粒的基本结构，介绍了磁性贵金属催化剂的基本组成部分，概括了磁性贵金属纳米颗粒的制备方法，阐述了国内外磁性贵金属纳米颗粒的创新研究，指出了发展磁性贵金属纳米催化剂亟待解决的问题，并对磁

2、性贵金属纳米颗粒的应用前景进行了展望。关键词磁性纳米颗粒贵金属制备方法前景MagneticNanoparticleCarriedNobleMetalsCatalysts1，22*21，2HuangYinbin，YangLiangrong，XingHuifang，LiPengfei，1，22*LiWensong，LiuHuizhou1(GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049;2LaboratoryofGreenProcessandEngineering，InstituteofP

3、rocessEngineering，CAS，Beijing100190)AbstractDuetotheefficientcatalyticpropertiesandreusability，magneticnanoparticlecarriednoblemetalscatalysts(MNCNM)haveattractedmuchattentionofresearchersallovertheworld．Thebasicstructure，componentsandthepreparationmethodsoftheMNCNMweredescribed

4、，theinnovativeresearchathomeandabroadwaselaborated，andtheproblemstobesolvedforthedevelopmentandalsotheprospectsontheapplicationoftheMNCNMwerediscussed．KeywordsMagneticnanoparticles，Noblemetals，Preparationmethods，Prospects纳米颗粒的尺寸小、表面原子所占的百分数大、表面键态和电子态与颗粒内部不同以及表面原子配位不全等特点使其表面的活性位点

5、增加，此外，随着粒径的减小，纳米颗粒表面可形成凹凸不平的原子台阶，增加了其化学反应的接触面，从而提高了它作为催化剂的有效利用率，这些都是其作为优良催化［1］剂的基本条件。然而，在实际应用中，由于颗粒细小，热稳定性差，且反应结束后催化剂分离回收困［2］难，不利于节约资源，降低成本。磁性物质在外加磁场下可以方便进行分离。近年来，科研工作者们提出了将具有优异磁学性能的纳米粒子与催化剂活性组分相结合制备磁性催化剂，既结合了均相催化剂的高催化活性的优点，又避免了非均相催化过程中扩散限制的特点;同时又赋予了催化剂独特的磁分离特性，简化了操作流程，节省了操作成本。由

6、于催化剂颗粒的结构对贵金属的催化性质有很大影响，因此，如何制备得到具有优良结构的磁性贵金属纳米催化剂激发了众多研究者的兴趣。本文将对磁性贵金属催化剂的合成方法及结构性质做相应的介绍，并对该研究方向的发展作了展望。1磁性贵金属纳米催化剂简介1.1磁核正确地选择磁核对于制备出性能优异的磁性载体是至关重要的。磁核的选择及制备过程要充分考［3］虑磁性微粒的磁性强弱、粒径大小及表面性能等特点。人们所熟知的并且可以选作磁核的材料仅有国家自然科学基金项目(21106162)、国家自然科学重点基金项目(21136009)、国家高技术研究发展计划(973)项目(2009

7、CB219904)和化学工程联合国家重点实验室基金项目(SKL-ChE-11A04)资助2011-05-19收稿，2011-06-23接受http://www．hxtb．org化学通报2011年第74卷第12期·1085·［4］少数几种，比如，γ-Fe2O3、Fe3O4、MeFe2O4(Me=Co、Mn、Ni)等金属氧化物、Ni、Co、Fe等金属及Fe-Co、Fe-Ni等合金。虽然Co、Fe等磁性金属颗粒具有较高的比饱和磁化强度，但是这些材料用来制备磁性载体时遇到很多问题，突出表现在其稳定性和毒性方面。首先，研究表明，从金属到氧化物，其抗氧化能力是依次

8、递增的，Ni、Co、Fe及其合金在空气中容易被氧化，所生成的NiO、CoO和FeO是反磁性物质