自下而上法制备金-介孔二氧化硅复合纳米管用作还原4-硝基苯酚的催化剂

doi:10.1016/S1872-2067(14)60310-7

催化学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (7): 1117-1123.DOI: 10.1016/S1872-2067(14)60310-7

自下而上法制备金-介孔二氧化硅复合纳米管用作还原4-硝基苯酚的催化剂

彭永胜^a,b, 冷文光^b, 董彬^b, 格日乐^b, 段洪东^a, 高艳安^b

a 齐鲁工业大学化学与制药工程学院, 山东济南250353;
b 中国科学院大连化学物理研究所, 辽宁大连116023

收稿日期:2015-01-07 修回日期:2015-02-07 出版日期:2015-06-12 发布日期:2015-07-30
通讯作者: 段洪东, 电话: (0531)89631215; 电子信箱: hdduan67@gmail.com;高艳安电话: (0411)84379992; 传真: (0411)84379992; 电子信箱: ygao@dicp.ac.cn
基金资助:
国家自然科学基金(21273235, 21303076, 21403214); 中国科学院百人计划.

Bottom-up preparation of gold nanoparticle-mesoporous silica composite nanotubes as a catalyst for the reduction of 4-nitrophenol

Yongsheng Peng^a,b, Wenguang Leng^b, Bin Dong^b, Rile Ge^b, Hongdong Duan^a, Yan’an Gao^b

a School of Chemistry and Pharmaceutical Engineering, Qilu University of Technology, Jinan 250353, Shandong, China;
b Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, Liaoning, China

Received:2015-01-07 Revised:2015-02-07 Online:2015-06-12 Published:2015-07-30
Supported by:
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (21273235, 21303076, and 21403214) and the 100 Talents Program of the Chinese Academy of Sciences.

摘要/Abstract

摘要：

采用自下而上方法制备了金-介孔二氧化硅复合纳米管, 其中金纳米粒子作为催化剂嵌在介孔二氧化硅纳米管管壁内侧. 金纳米颗粒的团聚、脱落和晶粒尺寸生长都可以被有效限制, 而且催化剂负载量和尺寸大小均可实现简单控制. 管壁中的介孔孔道、纳米管末端开口以及一维中空管道可以协同促进反应物扩散, 从而提高4-硝基苯酚还原反应活性. 循环实验证明这种复合纳米管催化剂具有良好的可重复使用性, 而且在反应过程中未出现金纳米粒子脱落或团聚现象.

关键词: 金, 介孔二氧化硅, 纳米管, 自下而上方法, 催化剂, 4-硝基苯酚还原

Abstract:

Gold (Au) nanoparticle (NP)-mesoporous silica (SiO₂) composite nanotubes were prepared by a bottom-up approach, in which Au NPs were anchored to the inner wall of mesoporous SiO₂ tubular shells. In this composite, the agglomeration, exfoliation, and grain growth of Au NPs were restricted, and the loading and size of the catalyst NPs were easily tuned. The mesoporous shell, open ends, and one-dimensional passage of the SiO₂ nanotubes all promote the diffusion of reactants, which enhanced the catalytic efficiency of this composite in the reduction of 4-nitrophenol. The Au NP-mesoporous SiO₂ composite nanotubes also demonstrated good reusability, and no leaching or agglomeration of the Au NPs was observed during the catalytic reaction.

Key words: Gold, Mesoporous silica, Nanotube, Bottom-up approach, Catalyst, 4-Nitrophenol reduction

彭永胜, 冷文光, 董彬, 格日乐, 段洪东, 高艳安. 自下而上法制备金-介孔二氧化硅复合纳米管用作还原4-硝基苯酚的催化剂[J]. 催化学报, 2015, 36(7): 1117-1123.

Yongsheng Peng, Wenguang Leng, Bin Dong, Rile Ge, Hongdong Duan, Yan’an Gao . Bottom-up preparation of gold nanoparticle-mesoporous silica composite nanotubes as a catalyst for the reduction of 4-nitrophenol[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2015, 36(7): 1117-1123.

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参考文献

[1] Su R, Tiruvalam R, He Q, Dimitratos N, Kesavan L, Hammond C, Lopez-Sanchez J A, Bechstein R, Kiely C J, Hutchings G J, Besenbacher F. ACS Nano, 2012, 6: 6284
[2] Yamada Y, Mizutani M, Nakamura T, Yano K. Chem Mater, 2010, 22: 1695
[3] Zhang P, Shao C L, Li X H, Zhang M Y, Zhang X, Su C Y, Lu N, Wang K X, Liu Y C. Phys Chem Chem Phys, 2013, 15: 10453
[4] Dong Z P, Le X D, Liu Y S, Dong C X, Ma J T. J Mater Chem A, 2014, 2: 18775
[5] Dong Z P, Le X D, Dong C X, Zhang W, Li X L, Ma J T. Appl Catal B, 2015, 162: 372
[6] Arnal P M, Comotti M, Schüth F. Angew Chem Int Ed, 2006, 45: 8224
[7] Cui C H, Yu S H. Acc Chem Res, 2013, 46: 1427
[8] Joo S H, Park J Y, Tsung C K, Yamada Y, Yang P D, Somorjai G A. Nat Mater, 2009, 8: 126
[9] Narayanan R, El-Sayed M A. Langmuir, 2005, 21: 2027
[10] Chen Z, Cui Z M, Niu F, Jiang L, Song W G. Chem Commun, 2010, 46: 6524
[11] John J, Gravel E, Hagège A, Li H Y, Gacoin T, Doris E. Angew Chem Int Ed, 2011, 50: 7533
[12] Xu C, Wang X, Zhu J W. J Phys Chem C, 2008, 112: 19841
[13] Carrettin S, McMorn P, Johnston P, Griffin K, Kiely C J, Hutchings G J. Phys Chem Chem Phys, 2003, 5: 1329
[14] Ombaka L M, Ndungu P, Nyamori V O. Catal Today, 2013, 217: 65
[15] Okumura M, Tsubota S, Iwamoto M, Haruta M. Chem Lett, 1998, 27: 315
[16] Wakayama H, Setoyama N, Fukushima Y. Adv Mater, 2003, 15: 742
[17] Junges U, Jacobs W, Voigt-Martin I, Krutzsch B, Schüth F. J Chem Soc, Chem Commun, 1995: 2283
[18] Ma L N, Leng W G, Zhao Y P, Gao Y A, Duan H D. RSC Adv, 2014, 4: 6807
[19] Lee J, Park J C, Song H. Adv Mater, 2008, 20: 1523
[20] Ge J P, Zhang Q, Zhang T R, Yin Y D. Angew Chem Int Ed, 2008, 47: 8924
[21] Deng Y H, Cai Y, Sun Z K, Liu J, Liu C, Wei J, Li W, Liu C, Wang Y, Zhao D Y. J Am Chem Soc, 2010, 132: 8466
[22] Yin Y Y, Chen M, Zhou S X, Wu L M. J Mater Chem, 2012, 22: 11245
[23] Leng W G, Chen M, Zhou S X, Wu L M. Chem Commun, 2013, 49: 7225
[24] Frens G. Nature Phys Sci, 1973, 241: 20
[25] Wang S Y, Wang X, Jiang S P. Phys Chem Chem Phys, 2011, 13: 6883
[26] Stejskal J, Sapurina I, Trchová M, Konyushenko E N, Holler P. Polymer, 2006, 47: 8253

自下而上法制备金-介孔二氧化硅复合纳米管用作还原4-硝基苯酚的催化剂

Bottom-up preparation of gold nanoparticle-mesoporous silica composite nanotubes as a catalyst for the reduction of 4-nitrophenol

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[3]	胡金念, 田玲婵, 王海燕, 孟洋, 梁锦霞, 朱纯, 李隽. MXene负载3d金属单原子高效氮还原电催化剂的理论筛选[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 252-262.
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[12]	王潇涵, 田汉, 余旭, 陈立松, 崔香枝, 施剑林. 非晶相电催化剂在电解水领域的研究进展[J]. 催化学报, 2023, 51(8): 5-48.
[13]	李世杰, 王春春, 董珂欣, 张鹏, 陈晓波, 李鑫. 新型MIL-101(Fe)/BiOBr S型异质催化剂用于高效光催化降解抗生素和还原六价铬: 光催化性能分析和光催化机理研究[J]. 催化学报, 2023, 51(8): 101-112.
[14]	李嘉明, 李源, 王小田, 杨直雄, 张高科. TiO₂上原子分散的Fe位点促进光催化CO₂还原: 增强的催化活性、 DFT计算和机制洞察[J]. 催化学报, 2023, 51(8): 145-156.
[15]	尹春, 杨甫林, 王书莉, 冯立纲. 异质结构NiSe₂/MoSe₂用于高效尿素辅助电解水制氢[J]. 催化学报, 2023, 51(8): 225-236.