一種複合金屬氧化物負載納米金催化劑

　　金向来被认为是化学惰性的，在催化性能方面远不如钼族金属活泼。但自从 Haruta等采用共沉淀法制备了负载在过渡金属氧化物上的纳米金催化剂并用于一氧化碳氧化反应,表现出优异的催化性能，这一发现突破了认为金没有催化活性的传统观念， 致使人们对金的催化特征产生了极大兴致和注目。此后，有关金催化剂的研究和开发日益活泼。随着对金催化剂研究的不断深入，人们发现妨碍金催化性能的因素要紧有以下三个方面：纳米金粒子的尺寸、载体的性质以及金颗粒和载体间的界面结构，以上三个因素都和金催化剂的制备方法有紧密关系。制备方法不同会造成金颗粒尺寸的差异以及金与载体间作用的不同，从而极大地妨碍金的催化性能。目前文献报道的制备负载型金催化剂的方法有：浸渍法，共沉淀法，沉积-沉淀法，离子交换法。浸渍法制得的金催化剂疏散性不行、负载量小、金颗粒粒径大，其催化性能较差。共沉淀法制备的金基催化剂因相当多的金颗粒被包裹在载体的内部，而包裹在载体内部的粒子不能够参与催化反应，因而降低了金的使用率。沉积-沉淀法是一种较有效的方法，该方法的关键在于通过滴加碱的量来控制合适的PH值，从而使氢氧化金沉积在载体上，获得负载量低、颗粒度小、活性高的催化剂，但是过低的PH值使氢氧化金无法沉积，因此该方法只对特定的载体才适用。使用载体外表上的羟基与氯金酸中的氯离子产生交换反应，也能够制备出负载型金催化剂，但是制备过程不易控制。

本文的目的是提供一種複合金屬氧化物納米金催化劑及其制備，以及將其用作不飽和醛的催化加氫反應催化劑。具體技術方案如下：

A.用可溶性二价盐和可溶性铝盐配制混合盐溶液，其中铝离子的摩尔浓度为 0. 1-0. 3mol/L，二价金属离子的摩尔浓度为Al3+摩尔浓度的1-3倍；所述可溶性二价盐为硝酸镁，氯化镁，硫酸镁，硝酸锌，氯化锌中的一种，可溶性铝盐为硝酸铝，氯化铝中的一种。配制NaOH与Na2CO3的混合碱溶液，使其满足NaOH摩尔浓度为上述混合盐溶液中金属离子摩尔浓度之和的1-2倍，Na2CO3浓度为其铝离子摩尔浓度的2-3倍；将混合盐溶液和混合碱溶液同时进入到全返混液膜反应器中，通过高速旋转混合 3-5min，获得层状双金属氢氧化物悬浮液，将悬浮液离心洗涤至中性，获得的沉淀物备用； 其中液膜反应器的转速为400-6621902r/min，定子与转子之间的间隙尺寸为15_18μπι ；

B.将步骤A的层状双金属氢氧化物沉淀进入质量浓度为2. 5-10g/L的蔗糖溶液中，其中层状双金属氢氧化物与蔗糖的质量比为0. 7-3，较优的质量比为1.4-2. 5;超声5-30min，转移到带搅拌的反应器中，搅拌，将温度从室温加热至80-95°C ；将浓度为 5-15mg/ml的氯金酸溶液，比照蔗糖溶液与氯金酸溶液摩尔比为10-80 ： 1，较优的摩尔比为20-40 ： 1;缓慢滴加到带搅拌的反应器中，反应0.5-6小时；待反应结束后冷却至室温， 离心、洗涤；在60-80°C下干亢6-小时，再于50-70ml/min流量N2气氛下，于300-600°C 焙烧，获得复合纳米金催化剂。

本文具有如下的顯著结果：(1)以蔗糖爲還原劑，在較溫和的條件下還原金鹽來制備負載型金催化劑，是一種環境友好的綠色方法，反應條件溫和，能耗低。(2)層狀雙金屬氫氧化物前體的晶化與金鹽的還原過程同時進行，有利于金在載體外表的有效負載和高度疏散，從而獲得尺寸小的金納米顆粒。(3)金納米顆粒的尺寸可靈活調變，催化劑對不飽和醛（肉桂醛）的加氫具有高的活性，且加氫選擇性可控。