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我校研究团队在构建负载型银纳米催化剂方面取得新进展

近日,我校理学院王德松教授研究团队在构建负载型银纳米催化剂方面取得新进展,相关成果发表在催化领域顶级期刊Applied Catalysis B: Environmental (2021, 283, 119592, IF="16.68)。论文第一作者为理学院化学系2017级硕士生姜帅,通讯作者为王德松、段彦栋、张丙凯(广东工业大学)。

多孔材料负载型金属催化剂是一类重要的催化剂。纳米银是贵金属材料中相对廉价且化学性质稳定的材料,是物理化学、材料等科学领域研究的热点。由纳米银的尺寸问题导致的团聚仍是影响其催化性能的主要因素。如何制备分散性能好的纳米银催化剂,开发新的纳米银制备方法以及选择优良的载体是发挥其性能的关键因素。

针对以上问题,团队利用磺化反应在商品聚苯乙烯系大孔树脂上引入磺酸基团,然后通过与AgNO3的离子交换,在大孔树脂上引入均匀分布的Ag+。之后创新性地摆脱惯用的在溶液中进行化学还原的方法,利用香草醛蒸汽对Ag+原位还原,在气/固界面处生成纳米银颗粒。在对纳米银颗粒的微观表征中发现,原位生成的纳米银颗粒不仅粒径尺寸均一,能够均匀的分布在大孔树脂的孔道中,并且表现出有益于催化反应进行的原子级台阶结构。以对硝基苯酚(4-NP)转化为对氨基苯酚(4-AP)作为模型反应考察该复合材料的催化性能,发现该材料表现出优异的催化性能,与以往报道的同类催化剂相比有数量级的提升。

本研究展示了一种新颖的并且可控的合成策略来制备大孔树脂基银纳米复合材料。可以将论文所述的制备大孔树脂负载Ag纳米颗粒的新策略进一步推广,以制备其他种类的负载型金属纳米复合材料。该研究得到了国家自然科学基金和河北省自然科学基金等项目的支持。

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