《聚醯胺酸負載的金屬納米粒子的製備及催化性能》是依託中南大學，由李衡峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：聚醯胺酸負載的金屬納米粒子的製備及催化性能
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李衡峰
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高性能催化劑的研究是綠色化學中最核心的主題之一。準均相和可重複回收利用的納米金屬催化劑，由於結合了多相催化劑（易回收）和均相催化劑（高活性）的優點，是催化劑發展歷程中突破性成果之一，必將有力促進綠色化學的發展，為社會帶來巨大的經濟效益和社會價值。鑒於可溶性高分子和高分子水凝膠作為催化劑載體或反應介質在準均相催化領域的巨大優勢，本項目以聚醯胺酸負載的納米金屬催化劑的製備和催化性能為主題。通過最佳化設計和修飾聚醯胺酸的分子結構，利用其強大的陽離子絡合能力或可控的水凝膠特徵，在水溶液中大批量原位製備出各種結構和成分的高催化活性金屬納米粒子。憑藉聚醯胺酸方便快捷的 pH 敏感性的水溶性和多重回響性水凝膠特性，實現金屬納米粒子在聚醯胺酸上的“負載/卸載”轉換。利用這種“負載/卸載”轉換，實現該負載型納米金屬催化劑在水相中對多種有機反應的準均相催化，以及高效的回收和再利用。
結題摘要
綠色化學一直是化學界所追求的目標，而其中高性能催化劑的研究是綠色化學中最核心的主題之一。本項目立足於綠色化學的基本要求，結合高分子和金屬納米粒子兩者的優點，研製出一種結合均相催化劑（高活性）和多相催化劑（可回收性）的新型準均相高性能催化劑，並且針對選擇性有機反應能在水相和低溫等溫和條件下也取得不錯的結果，進行了一系列的設計和研究。該項目選用容易合成的聚醯胺酸作為催化劑中金屬納米粒子的載體，通過最佳化設計和修飾聚醯胺酸的分子結構，利用其強大的陽離子絡合能力，在水溶液中大量原位製備出各種結構和成分的高催化活性金屬納米粒子（包括單金屬和雙金屬合金納米粒子）。通過結構表征、催化實驗的設計以及對實驗機理的研究，探索金屬納米粒子的結構、比例以及尺寸大小等條件對催化劑穩定性以及催化實驗的影響。憑藉聚醯胺酸方便快捷的 pH 敏感性，可以很方便地實現金屬納米粒子在聚醯胺酸上的“負載/卸載”轉換，從而對金屬納米粒子進行回收和重複利用，並且製備的各種催化劑的重複利用基本都取得了優異的成果。此外，利用分子鏈之間的相互作用，將聚醯胺酸鹽製備成穩定的水凝膠，並首次成功地負載上了銀納米粒子，之後被嘗試用於催化4-硝基苯酚（4-NP）的還原，並初步取得成果。這種具有親水性和小分子滲透性的金屬納米複合水凝膠在有機催化或分子傳遞等方面具有一定的套用潛力。
