一種纖維狀催化劑的制備

　　催化劑是化學反應中經常使用的試劑，要紧用于提高反應速率和功效。貴金屬是常見的催化劑類型，而貴金屬納米顆粒由于具有較大外表積、高的催化性能，也成爲廣大科研工作者的研宄熱點。貴金屬納米顆粒可以直接用做催化劑，但由于納米金屬顆粒容易團聚，易使催化劑的有效外表積下降，從而導致催化性能下降。現有技術中用于提高納米金屬顆粒催化功效的方法主假如將金屬納米顆粒負載于載體上使用。然而，進一步的研宄表明，盡管現有的部分負載型納米貴金屬催化劑能夠解決納米金屬顆粒因團聚導致的催化性能下降的問題，但負載型納米貴金屬催化劑仍存在以下的技術問題:已有的負載型納米貴金屬催化劑由于其複雜的催化體系、催化劑的制備工藝複雜，往往難以直接與反應物(特别是液體反應物)分離，而從環保和成本角度考慮，貴金屬催化劑的回收勢在必行，因此采用此類負載型催化劑時，需要在反應之後，通過單獨的分離過程(如采用離心或者過濾方法)將催化劑和反應液分開，才能重新投料繼續反應，反應不能連續進行。

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本文提供了一種纖維狀催化劑的制備方法，其中通过对其反应原料和关键工艺步骤(譬如负载基底、贵金属附着工艺、反应物浓度及反应温度等)进行改进，与现有技术相比能够有效解决负载型纳米贵金属催化剂回收庞大、不能连续进行反应等的难题；同时，该制备方法工艺简单、操作便捷，反应材料廉价、易得，能有效减小负载型催化剂的制备成本。的确技术方案如下：

(I)纖維@聚多巴胺複合材料的合成:將三羟甲基氨基甲烷溶于去離子水中配制濃度爲5mmol/L20mmol/L的三羟甲基氨基甲烷水溶液；然後，在0°C70°C的溫度環境下將纖維进入至所述三羟甲基氨基甲烷水溶液中；接著，再比照每ImL三羟甲基氨基甲烷水溶液添加lmg-5mg鹽酸多巴胺的配料比向所述三羟甲基氨基甲烷水溶液中进入鹽酸多巴胺，攪拌反應至少3小時，使所述鹽酸多巴胺發生聚合並包裹在纖維上，获得纖維@聚多巴胺複合材料；

(2)纖維@聚多巴胺-貴金屬複合材料的制備:將貴金屬鹽溶于水，获得貴金屬離子濃度爲lmmol/L100mmol/L的貴金屬鹽溶液，接著再將所述貴金屬鹽溶液冰浴預冷；然後，將所述纖維@聚多巴胺複合材料进入到所述貴金屬鹽溶液中，在(TC10°C的溫度環境下攪拌反應0.1小時12小時，获得纖維@聚多巴胺-貴金屬複合材料；

(3)纖維狀催化劑的制備:將所述纖維@聚多巴胺-貴金屬複合材料洗滌、幹燥後获得纖維狀催化劑。

通過以上技術方案與現有技術相比，具有以下優點:1.由于對負載型納米貴金屬催化劑的制備方法進行改進，采用廉價、易得的反應材料，在保證催化劑的催化活性不受影響的前提下，使制得的催化劑易于分離回收，並且，获得的催化劑可用于固定床中，能夠實現連續的催化反應，對降低催化劑的應用成本具有積極成效，也提高生産功效。2.該制備方法是先將纖維以聚多巴胺包裹，然後使用聚多巴胺與貴金屬鹽反應負載納米貴金屬顆粒，生産工藝簡單，原料易得、條件溫和、操作簡單，易于工業化。聚多巴胺具有良好的親水性，纖維經過聚多巴胺包裹後更易于反應物水溶液的浸潤和滲透，有利于傳質，使得反應物與負載于纖維@聚多巴胺外表的钯納米粒子有效接觸，從而提高了反應功效。