关键词：金纳米颗粒;碳材料;非均相催化剂;氧化反应
摘 要：金纳米颗粒催化剂是目前研究的热门话题,碳材料在近年来的运用也非常广泛,但碳材料需要与金纳米颗粒结合,才能获得良好的光电学性质以及催化性能,并且运用在工业,环境和医学等方面。本文研究是叔丁基过氧化氢作为氧化剂,测试了负载在不同碳材料上的金纳米颗粒(非均相催化剂)的催化活性,主要反应是微波辅助下的1-苯基乙醇的无溶剂氧化反应。本文测试了不同反应条件下催化剂的催化活性。包括不同的反应时间(30-120分钟),不同反应温度(50-150°C),不同催化剂的量(1-5μmol),不同氧化剂的量(5-10 mmol)以及添加剂的量(2.5 mol%)。催化剂是金纳米颗粒(质量百分数为1%)负载在各种碳材料上(活性炭、石墨、碳化硅、碳干凝胶、纳米金刚石和微米金刚石)合成所得,它们是通过两种不同的方法(胶体法和双重浸渍法)制备得到的;催化剂的催化活性应用于1-苯基乙醇的氧化反应,氧化反应的产物为苯乙酮。催化活性最高的催化剂是金纳米颗粒负载在微米金刚石上,合成方法为胶体法,并且反应时间为120分钟,反应温度为150°C,催化剂的量为5μmol以及氧化剂的量为10 mmol时,苯丙酮的产率达到99%;催化活性较低的催化剂是金纳米颗粒负载在碳化硅上,合成方法是双重浸渍法,苯丙酮的产率为27.1%。此外,在每种催化剂最优化条件下,测试催化剂循环利用六次的催化活性,通过实验数据得到通过胶体法制备的金纳米颗粒负载在微米金刚石的催化活性与其它几种金纳米颗粒的催化活性相比,它在反应循环中能维持更高的活性。此外,实验还测试了负载在碳纳米管上的铜纳米颗粒的染料降解性能。
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