书籍介绍：纳米金催化剂及其应用
书籍介绍：纳米金催化剂及其应用
2016-05-22 13:21来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
《纳米金催化剂及其应用》封面
纳米金催化剂的制备和应用，是近二十年来催化界发生的一件比较大的事情。金历来被认为是催化惰性的，但自从将其负载在氧化物载体上，制备得到高分散的纳米金粒子后，纳米金催化剂所显示的独特的催化活性，引起了人们的广泛注意。目前，已经有4次国际会议，将金催化剂列为单独的主题进行讨论。由此可见，学术界对纳米金催化剂发展前景的重视。将纳米金负载在氧化物载体上所产生的新的多相催化行为，对于现在和未来的大气污染物的消除、燃料电池用氢气的产生和净化、精细化学品的形成以及有机物的液相氧化反应都将产生重大的影响，尤其是纳米金催化剂优异的低温活性，对于制备常温环境净化材料将会有明显的贡献。
纳米金催化剂的应用涉及到很多的反应，比如催化CO氧化、臭氧分解、水气转移反应、NOx的还原、乙炔氢氯化、丙烯的环氧化、1，2-二醇的选择性液相氧化等等许多生活和生产实践中的重要反应。特别是在环境温度和湿度下催化CO完全转化的性能，使其成为军事和民事生命保障系统中净化CO的一个完美选择。在军事密闭环境、人防工程、潜艇、宇宙飞船、高能武器的CO：激光器以及逃生面具和自救器中，都迫切需要这种高效、综合性能好的CO净化材料。
产业界对于纳米金催化剂的常温活性期待很高。但作为一种新型催化剂，其许多应用还不为广大生产者和应用者所熟知。为了更好地推动这一技术的发展，并满
足研究、开发和生产与实际使用的要求，作者将纳米金催化剂的研究现状和最新进展编著成此书，希望为以后的研究者提供借鉴，为应用者提供参考，群策群力，开拓纳米金催化剂的新局面。
内容简介：
纳米金催化剂是一种新型的催化材料，到目前为止国内外还没有相关的专著问世。本书重点阐述了纳米金催化剂的催化特性及其应用。在此基础上进一步论述了有关纳米金催化剂的制备工艺和制备化学以及在低温C0氧化、大气污染物的消除、氢能的产生和净化、精细化学品的合成、有机化合物的液相氧化等方面的活性机理和反应机理，并对纳米金催化剂在未来的实际应用进行了展望。本书适合于从事新材料以及纳米催化剂研究的科技人员以及有关专业院校的师生使用。
纳米金催化剂参与的反应
纳米金催化剂参与的反应 2016-05-04 12:46来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 纳米金催化剂参与的 反应 纳米金用途广泛，但在当下的生活中，纳米金主要用于催化如下反应： （1） CO 催化氧化 降低燃料电池成本有效方法之一是利用甲醇重整产生的富氢气体。通常该混合物中含 75 %氢气、24 %二氧化碳和 1 %一氧化碳。CO 的存在会导致 Pt 催化剂中毒，因此需要除去 CO，而对 CO 选择性氧化是一种有效方法。同时，CO 低温(常温) 催化氧化过程，涉及空气净化、封闭式 CO2激光器、CO 传感器、防毒面具等多个 方面。目前使用的催化剂的缺点或者是稳定性太差，或者对毒物太敏感，或者反应过程中放出氯化氢造成二次污染。负载型 Au 催化剂，显示出较强的催化氧化 CO 活性和较弱的催化氧化 H2的活性，以及其它催化剂所无法比拟的抗硫中毒能力。（2）水煤气变换反应 鉴于聚合物电解燃料电池在汽车和居民电热传输系统的应用前景，近年来低温水煤气变换反应再度引起国内外学者的兴趣。与己经商业化的 Ni、Cu 基催化剂(其使用温度分别为 900 K或 600 K)相比，负载型金催化剂的使用温度低(473 K)。 （3）选择性加氢反应 Okumura等报道丁二烯在 Au/Al2O3 催化剂上选择性加氢生成丁烯，选择性为 100 %。同时，碳氧化物催化加氢反应生成甲醇是一个重要的化工过程。 （4）选择性氧化有机反应 Onal等报道了在催化氧化 D-葡萄糖成 D-葡萄糖酸反应中，在反应温度为323 K，p H 值为 9.5，Au/活性炭为催化剂时，D-葡萄糖酸的产率（83 %）最大。金粒径对催化活性影响很大，金粒子越小，反应速度越快，产率越高。 （5）乙炔氢氯化反应
金属纳米晶体的表面与其催化效应
金属纳米晶体的表面与其催化效应 沈正阳 (浙大材料系1104 3110103281) 摘要：概括纳米材料的表面与界面特性，从金属纳米晶体表面活性与结构介绍其的催化性能，简要概述金属纳米晶体形状与晶面的关系以及金属纳米晶体的成核与生长。 关键词：纳米金属；表面活性；催化；高指数晶面 1.纳米材料的表面与界面 纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合。强烈的表面效应，使超微粒子具有高度的活性。如将刚制成的金属超微粒子暴露在大气中，瞬时就会氧化，若在非超高真空环境，则不断吸附气体并发生反应。[1] 纳米晶体是至少有一个维度介于1到100纳米之间的晶体。纳米材料主要由晶粒和晶粒界面2部分组成，二者对纳米材料的性能有重要影响。纳米材料微观结构与传统晶体结构基本一致，但因每个晶粒仅包含着有限个晶胞，晶格点阵必然会发生一定程度的弹性畸变，其内部同样会存在各种缺陷，如点缺陷、位错、孪晶界等。纳米金属粒子的形状、粒径、颗粒间界、晶面间界、杂质原子、结构缺陷等是影响其催化性能的重要因素。纳米材料中，晶界原子质量分数达15%~50%，晶界上的原子排列极为复杂，尤其三相或更多相交叉区，原子几乎是自由的、孤立的，其量子力学状态和原子、电子结构已非传统固体物理、晶体理论所能解释。金属纳米晶体研究中，发现面心立方结构纳米金属如 Al、Ni、Cu 和密排六方结构Co都存在孪晶和层错缺陷，Cu纳米金属中存在晶界滑移。 2.金属纳米晶体的催化性能 近年来，关于纳米微粒催化剂的大量研究表明，纳米粒子作为催化剂，表现出非常高的催化活性和选择性。这是因为纳米微粒尺寸小，位于表面的原子或分子所占的比例非常大，并随纳米粒子尺寸的减小而急剧增大，同时微粒的比表面积及表面结合能迅速增大。纳米颗粒表面原子数的增加、原子配位的不足必然导致了纳米结构表面存在许多缺陷。从化学角度看，表面原子所处的键合状态或键
1第一章工业催化剂概述
第一章工业催化剂概述 1.催化剂在经济上的地位和作用 2.催化工业的形成和发展 3.催化剂市场 4.若干术语和基本概念 1.催化剂在经济上的地位和作用 A．催化剂是化学工业的基石。据统计，现有90%以上的化工过程是采用催化剂进行生产的。借助于催化剂生产的产品总值在全世界工业生产总值中约占18%，仅低于机械产品的总值。 B．提高社会生产水平(合成氨、合成材料、生物化工) 合成氨：亚洲在世界上的产量最高，其中，中国是第一大生产和消费国； 合成材料：树脂，塑料；合成纤维；合成橡胶； 树脂，塑料；产量最大的通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯；热塑性树脂，塑料总产量已与赶超钢铁的产量。 生物化工：酶化工，最古老的化学工业，酿酒、制药，（Only，Cobbut，青霉素） 生物汽油：发酵法生产乙醇，掺入汽油约10％； 生物柴油：大豆油、蓖麻油等掺入柴油中。 C．扩大资源利用范围（C1化工、煤、石油）
C1：含一个碳的小分子；可生产合成燃料（F-T合成）；生产三烯（乙烯，丙烯，丁二烯）；生产三苯（苯、甲苯、二甲苯）；构成化学物质的使用循环。 煤：传统用处，燃料，化工原料（汽化干馏得到，成本高，不纯）；现石油危机，重提化工利用，汽化，液化等。 石油：催化裂化，重要的行业革新；催化重整，开辟制苯途径；60年代，全面取代煤。 燃料添加剂：四乙基铅、甲基叔丁基醚、二甲醚。 D．提取制造重要物质（精细化工） 精细化工产品：批量小，附加值高，技术含量高，针对性强。 催化剂本身是一种精细化工产品； E．满足社会各方面需要（衣、食、住、行、环保、国防） 2.催化工业的形成和发展 A. 二十世纪以前（萌芽时期）；最早工业化催化剂：硫酸催化剂：NO2 SO2 SO3 Cat：NO2 后1879年用Pt催化剂，现用V2O5-K2SO4/硅藻土 B. 二十世纪初（奠基时期） 1913年：合成氨Fe Cat； 15年：氨氧化制硝酸Pt网Cat； C. 二十世纪初30～60年代（大发展时期） 36年：催化裂化催化剂：SiO2-Al2O3； 38年：Ficher-Tropsch合成，Fe,Co,Ni催化剂； 49年：催化重整催化剂：Pt-Re/Al2O3； 53年：乙烯聚合催化剂：Ziggler-Natte TiCl4-Al(C2H5)3 60年代：均相络合催化剂；分子筛催化剂。 D. 二十世纪初70年代以后（成熟时期） 78年：甲醇制汽油，甲醇芳构化，ZSM-5分子筛； 甲醇羰基化RhI2(CO)2；
纳米催化剂
纳米催化剂
纳米催化剂进展 中国地质大学，材化学院，武汉430000 摘要：简要介绍了纳米催化剂的基本性质、其相对于其他催化剂的优势，并较详细地介绍了纳米催化剂类型、部分应用以及相对应类型催化剂例子的介绍，以及常见的制备方法及其表征手段，最后介绍了部分国内和国外纳米催化剂的应用，并对其发展方向进行一定的预测。 关键词：纳米催化剂应用制备催化活性进展 近年来, 纳米科学与技术的发展已广泛地渗透到催化研究领域, 其中最典型的 实例就是纳米催化剂(nanocatalysts—NCs)的出现及与其相关研究的蓬勃发展。NCs具有比表面积大、表面活性高等特点, 显示出许多传统催化剂无法比拟的优异特性；此外, NCs还表现出优良的电催化、磁催化等性能,已被广泛地应用于石油、化工、能源、涂料、生物以及环境保护等许多领域。本文主要就近年来NCs 的研究进展进行了综述。 1.纳米催化剂的性质 1.1表面效应 通常所用的参数是颗粒尺寸、比表面积、孔径尺寸及其分布等，有研究表明，当微粒粒径由10nm减小到1nm时, 表面原子数将从20%增加到90%。这不仅使得表面原子的配位数严重不足、出现不饱和键以及表面缺陷增加, 同时还会引起表面张力增大, 使表面原子稳定性降低, 极易结合其它原子来降低表面张力。此外,Perez等认为NCs的表面效应取决于其特殊的16种表面位置, 这些位置对外来吸附质的作用不同, 从而产生不同的吸附态, 显示出不同的催化活性。 1.2体积效应 体积效应是指当纳米颗粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或比其更小时, 晶态材 料周期性的边界条件被破坏, 非晶态纳米颗粒的表面附近原子密度减小, 使得其在光、电、声、力、热、磁、内压、化学活性和催化活性等方面都较普通颗粒相发生很大变化,如纳米级胶态金属的催化速率就比常规金属的催化速率提高了100倍。 1.3量子尺寸效应 当纳米颗粒尺寸下降到一定值时, 费米能级附近的电子能级将由准连续态分裂为分立能级, 此时处于分立能级中的电子的波动性可使纳米颗粒具有较突出的光学非线性、特异催化
纳米金催化剂及其应用
纳米金催化剂及其应用 摘要：长期以来，黄金一直被视为具有永久价值的“高贵”金属，在人类社会 象征高贵和权力，决定黄金具有这种地位的科学基础是它的化学非活泼性和优良的可加工性。但1989年 Haruta等发现负载在Fe2O3 和 TiO2 等氧化物上的金纳米粒子具有很高低温 CO 催化氧化活性。金催化剂具有其它贵金属不具有的湿度增强效应，在环境污染、燃料电池、电化学生物传感器等方面都有巨大的应用前景，开辟了金作为催化剂的新领域。本文主要纳米金催化剂制备的研究现状及其部分应用。 关键词：纳米金催化剂选择性氧化加氢环境保护 纳米金催化剂的制备： 一、沉积-沉淀法 沉积-沉淀法是将载体浸渍在 HAuCl4 的碱性（pH值为8～10）溶液中，利用带负电荷的金与载体表面间的静电相互作用实现金的沉积。制备的纳米金粒子较好地分散于载体面，但要求载体具有尽可能大的表面积，对制备低负载量 Au 催化剂非常有效。为了获得最大量金沉积，提高金的负载量，整个制备过程对溶液 pH 值有较大的依赖性，溶液的 pH 值决定了金的前体在水中的水解程度，能够直接影响到金在载体上的吸附，当pH值为8～9时，[AuCl(OH)3]－是 HAuCl4 水解产物中吸附能力最强的形式、，但不同的金属氧化物载体其最佳 pH 值有所不同，目前一般将pH值控制在7～10。在沉积-沉淀法中，尿素对控制均匀沉淀非常有效，还可实现金的最大沉积，金负载量可达到12%，但该法仅适用于等电点较高（IEP>6）的 TiO2、Al2O3、CeO2 等载体纳米金的沉积。后来有科学家研究发现，若用浸渍法对表面浸渍吸附了HAuCl4 的催化剂在高温焙烧前用氨水等碱液多次洗涤，同样也可获得与沉积-沉淀法制备的活性相当的金纳米催化剂，这种方法避免了金的流失，克服了沉积-沉淀法受载体等电点限制的缺点。 二、浸渍法 浸渍法被广泛应用于工业制备贵金属催化剂，研究表明，金和载体表面间亲和力比较弱，在制备和反应过程中容易造成金纳米粒子的聚合，使得催化活性降低，通常认为不适合高度分散纳米金催化剂的制备。后来研究发现金催化剂低温催化 CO 氧化中，沉积-沉淀法比浸渍法获得更高活性是因为该法制备过程中
碳纳米管限域的金属纳米粒子的催化行为
附件2 论文中英文摘要格式 作者姓名：陈为 论文题目：碳纳米管限域的金属纳米粒子的催化行为 作者简介：陈为，男，1977年7 月出生，2003年9 月师从于中国科学院大连化学物理研究所包信和研究员，于2008年3 月获博士学位。 中文摘要 随着石油价格的高涨及其资源的日益枯竭，迫使人们寻找新的清洁、可持续的能源替代产品。以煤和天然气为资源经合成气催化转化成液体燃料是一种非常有应用前景的过程，对于保障我国能源安全及解决环境污染问题等都具有重大的经济和现实意义，发展高效催化合成气转化的催化剂显得越来越紧迫和重要。碳纳米管自1991年被lijima发现以来，因其独特的 结构和性能引起了人们极为广泛的关注，尤其是碳纳米管的纳米级管道为纳米粒子提供了准一维的限域环境。本论文研究了碳管的限域环境对Fe/Fe2O3粒子的氧化还原性能的调变作用，以及这种限域效应对F-T合成反应性能的影响，取得了如下结果： 1. 发展了高效的碳纳米管填充方法—湿法毛细诱导填充法尽管各种填充方法日趋成熟，然而现有的很多碳纳米管填充的复合体系并不适合于催化应用，如原位填充的金属及其化合物完全被密封在碳纳米管管腔中；熔融填充的金属纳米线或纳米棒严实地充满整个碳纳米管内腔，大部分金属并不能与外界接触；Green 等开创的湿化学填充法，尽管能得到颗粒状填充的过渡金属，但是这个方法对金属盐的消耗量较大，不适用于填充贵金属，并且无法准确定量。这些填充方法的填充效率高低不一，并且其填充复合物的产量还不能够达到一般催化剂量的要求。因此，发展一种适用于催化应用的普适性强的、高效的填充碳纳米管的方法，是实现碳纳米管的“管中催化”亟需解决的首要问题。 相对于其它填充碳纳米管方法，湿化学填充法简单，可得到颗粒状填充的过渡金属粒子。我们针对湿化学填充碳纳米管的方法存在填充效率不高、不易准确定量的缺点，结合碳管本身的结构特点进行了改进，发展了湿法毛细诱导填充法。主要步骤是：首先将碳纳米管端口打开，同时进行表面亲水性处理，使得碳管能够被溶液完全浸润；然后，利用强超声振荡下的空化作用，使碳管内的残余物能够扩散出来，从而含金属离子的溶液能够在毛细力作用下进入碳管管腔；最后，控制溶液的蒸发速率，金属离子在浓度差的驱动下，尽可能进入到碳管管腔中，之后加热使金属前驱物发生分解，得到
纳米金催化剂及其应用
纳米金催化剂及其应用 一．纳米金催化剂的发展 早在1972年，Bond在一篇综述中就指出，第Ⅷ族金属，特别是钯、铂的催化活性都要远高于金的催化活性。金属催化剂主要使用第Ⅷ和ⅠB族的12个金属。用得最多的是3d金属元素Fe、Co、Ni、Cu，4d金属元素R h、Pd、Ag，以及5d金属元素Pt。因此在选用催化剂活性组分的时候，很少在第一时间考虑使用金。1985年Schwank的综述中则这样的评价金的催化剂性：尽管本身不具有反应活性，但金的存在，能够影响第Ⅷ族金属的活性和选择性。而到1999和2000年，Bond和Thompson就金的催化行为相继发表综述性的文章。这足以证明，金已经被作为一种具有优异催化性能的金属元素来使用。特别是在一些多相或者均相反应中，金的催化活性和选择性引起了人们的广泛注意。而这个有无到有、到丰富的过程，仅仅花了15年。在这15年的时间里，大量的研究工作彻底改变了改变了人们对金催化惰性本质的看法。 20世纪80年代中期，关于金催化剂的研究，相继出现了两个突破性进展。1985年发现，英国威尔士大学的Hutching教授，发现纳米金催化剂是催化乙炔氧氯化反应最好的催化剂：1987年，日本学士春田正毅博士发现，负载型纳米催化剂具有低温催化CO的功能。这些研究工作，在当时并没有引起高度重视，但是自从进入20世纪90年代，越来越多的人意识到将纳米金负载在氧化物载体上所产生的新的多相催化行为，对丰富催化剂的制备科学以及催化理论将产生重要影响。 20世纪90年代中期，有关纳米金的研究引起一些国家的注意。在日本美国英国以及意大利等发达国家，集中了相当的人力物力展开此方面的科学研究。有关纳米金方面的研究论文如雨后春笋般见诸各期期刊。关于金催化剂的研究呈现出不断深入逐步扩展的局面。目前，以纳米金作为主题的国际性催化会议，已经举办了三次，也进一步说明，学术界以及产业部门对金的催化作用给予极大的关注，并预示着金催化剂具有不断增长更广泛的应用前景。与此同时，我国在此方面的研究也逐步展开。 二．纳米金催化剂的性质 1.金的物理化学性质 在自然界中，金只以一种稳定的非放射性的同位素形式存在。在任何温度下，空气和氧气对金都不起氧化作用。在所有金属元素中，货币金属属于非稳定的一类，它们的稳定性按电离能力排列为金>铜>银。由于离子半径大，铜银金的金属晶体构型为立方面心晶格，具有熔点沸点高的特点。单组分金属得到的催化剂耐热性差，对使用温度的要求比较苛刻，因此，在工业上为了防止催化剂的失活，要求一定要有适当的助催化剂或载体。 金的熔点汽化热比银要大，较接近铜，这说明金原子之间的键强较强。精确测量表明，金原子金属半径比银稍小。金的电负荷性非常高，只比硫和碘稍稍电正性一点，其亲电子性比氧还强。事实上，金可以一-1价的稳定氧化态存在。另外，进容易于铜铝钛等形成一定组合的合金。 在所有元素中，金的收缩率最大，其半径比没有相对论影响的情况下收缩了15%。金的物理化学性质，可能与其特殊的6s价的电子的半径有关。由于6s价的电子的束缚能被加强，因此导致金很高的电负性和化学惰性。 2.金的催化特性 金的第一电离能力很大，很难失去电子，因此金与表面分子之间的互相作用力通常是很弱的。在低于200℃的温度下，在单晶金的表面，连极具反应活性的分子，如氢氧等，都不易吸附。由于分子在催化剂表面的吸附是催化反应的先决条件，因此可以认为单质金对氢化反应和氧化反应不具有很好的活性。金不具有很好的催化活性，事实上，金催化剂具有催化活性的前提是制备得到高分散的纳米级的金粒子。 3.纳米金粒子的吸附作用 传统方法制备的负载型金催化剂，活性较差，主要是因为它不像其它贵金属催化剂一样高分散。而现在制备得到的粒径在3mm-10mm的纳米催化剂，则显示了特别的优异的催化活性。 纳米粒子是指粒子尺寸为纳米数量级的超细粒子，它的尺寸大于原子簇，小于普通的粒子。纳米粒子是由有限数量的原子或分子组成的，是保持原来物质化学性质并处于亚稳态的原子团或分子团。纳米粒子的表面原子所处的的晶体场环境及结合能与内部原子有所不同，存在许多悬空键，具有不饱和的性质，因而极易与其它原子相结合，所以，具有很高的化学活性，同时也容易吸附其它原子发生化学反应。这种表面原子的活性，不但引起纳米粒子表面构型的变化，同时，任何发生在表面的化学反应，都会因为纳米粒子的存在而表现不同。 随着粒径的减小，金催化剂表面的化学吸附及反应活性相比块体金出现了明显变化：①表面原子的比
纳米催化剂的介绍及其制备
纳米催化剂的介绍及其制备 --工业催化剂小论文 姓名:蒋应战 班级:化工091 学号:0806044111(32号) 指导老师:宫惠峰老师 学校:邢台职业技术学院
目录 1.纳米材料作催化剂的特点 (2) 2.纳米催化剂制备……………………………….. ..2-3 3.微乳液法制备纳米催化剂………………………...4-9 4.纳米粒子催化剂的应用 (10) 5.纳米催化剂的展望................................. . (11) 参考文献................................. . .. (11)
纳米催化剂的介绍及其制备 纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级(1nm～l00nm)的超细粒子材料。纳米技术是当前材料学中研究的前沿和热点，纳米粒子具有比表面积大、表面晶格缺陷多，表面能高的特性，在一些反应中表现出优良的催化性能。纳米催化剂的制备已成为催化剂制备学科中的一个热点。纳米催化剂相对常规尺寸的催化剂具有更高的表面原子比和比表面积，其催化活性和选择性大大高于传统催化剂，可作为新型材料应用于化工中。 1. 纳米材料作催化剂的特点 工业生产中的催化剂应具有表面积大,稳定性好,活性高等优点。而纳米材料恰恰满足这些特点。采用纳米材料制备的催化剂比常规催化剂的催化效率选择性更高。例如,利用纳米材料可用作加氢催化剂,粒经小于0.3ｎｍ的镍和铜—锌合金的纳米材料的催化效率比常规镍催化剂高10倍。又如纳米稀土氧化物/氧化锌可作为二氧化碳选择性氧化乙烷制乙烯的催化剂,用这种纳米催化剂,乙烷和二氧化碳反应可高选择性地转化为乙烯,乙烷转化率可达60%,乙烯选择性可达90%。 1.1 纳米催化剂的表面与界面效应 纳米催化剂颗粒尺寸小,位于表面的原子占的体积分数很大,产生了相当大的表面能,随着纳米粒子尺寸的减少,比表面积急剧加大,表面原子数及所占的比例迅速增大。例如,某纳米粒子粒径为5ｎｍ时,比表面积为180/ｇ,表面原子所占比例为50%,粒径为2ｎｍ时,比表面积为450/ｇ,表面原子所占比例为80%,由于表面原子数增多,比表面积大,原子配位数不足,存在不饱和键,导致纳米颗粒表面存在许多缺陷,使其具有很高的活性,容易吸附其它原子而发生化学反应。这种表面原子的活性不但引起纳米粒子表面输送和构型的变化,同时也引起表面电子自旋、构象、电子能谱的变化。 1.2纳米催化剂的量子尺寸效应 当粒子的尺寸降到(1～10)ｎｍ时,电子能级由准连续变为离散能级,半导体纳米粒子存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级,能隙变宽,此现象即量子尺寸效应,量子尺寸效应会导致能带蓝移,并有十分明显的禁带变宽现象,使得电子/空穴具有更强的氧化电位,从而提高了纳米半导体催化剂的光催化效率。 1..3纳米粒子宏观量子隧道效应 量子隧道效应是从量子力学观点出发,解释粒子能穿越比总能量高的势垒的一种微观现象。近年来发现,微颗粒的磁化强度和量子相干器的磁通量等一些宏观量也具有隧道效应,即宏观量子隧道效应。研究纳米这一特性,对发展微电子学器件将具有重要的理论和实践意义。 2. 纳米催化剂制备 目前制备纳米材料微粒的方法有很多，但无论采用何种方法，制备的纳米粒子必须符合下列要求：a.表面光洁；b.粒子形状、粒径及粒度分布可控；c.粒子不易团聚、易于收集；d.包产出率高。
纳米催化剂简介
纳米催化剂简介 摘要 催化剂的作用主要可归结为三个方面：一是提高反应速度，增加反应效率；二是决定反应路径，有优良的选择性，例如只进行氢化、脱氢反应，不发生氢化分解和脱水反应；三是降低反应温度。纳米粒子作为催化剂必须满足上述的条件。近年来科学工作者在纳米微粒催化剂的研究方面已取得一些结果，显示了纳米粒子催化剂的优越性。 纳米微粒由于尺寸小，表面所占的体积百分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加，这就使它具备了作为催化剂的基本条件。最近，关于纳米微粒表面形态的研究指出，随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凸凹不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面。有人预计超微粒子催化剂在下一世纪很可能成为催化反应的主要角色。尽管纳米级的催化剂还主要处于实验室阶段，尚未在工业上得到广泛的应用，但是它的应用前途方兴未艾。 关键词：性质，制备，典型催化剂，表征技术，应用，
目录 绪论-----------------------------------------------------------1 1. 纳米催化剂性质----------------------------------------------1 1.1 纳米催化剂的表面效应-------------------------------------1 1.2 体积效应-------------------------------------------------1 1.3 量子尺寸效应---------------------------------------------1 2. 纳米催化剂的制备--------------------------------------------2 2.1 溶胶凝胶法-----------------------------------------------2 2.2 浸渍法---------------------------------------------------2 2.3 沉淀法---------------------------------------------------3 2.4 微乳液法-------------------------------------------------3 2.5 离子交换法-----------------------------------------------3 2.6 水解法---------------------------------------------------3 2.7 等离子体法----------------------------------------------3 2.8 微波合成法-----------------------------------------------4 2.9 纳米材料制备耦合技术-------------------------------------4 3. 几种典型催化剂----------------------------------------------4 3.1 纳米金属粒子催化剂---------------------------------------4 3.2 纳米金属氧化物催化剂-------------------------------------5 3.3 纳米半导体粒子的光催化-----------------------------------5 3.4 纳米固载杂多酸盐催化剂-----------------------------------5 3.5 纳米固体超强酸催化剂-------------------------------------6 3.6 纳米复合固体超强酸催化剂---------------------------------6 3.7 磁性纳米固体酸催化剂-------------------------------------6 3.8 碳纳米管催化剂-------------------------------------------7 3.9 其它纳米催化剂-------------------------------------------7 4. 纳米催化剂表征技术------------------------------------------7
SCR催化剂简介
SCR脱硝系统，主要是在催化剂作用下，还原剂NH3在相对较低的温度下讲NO和NO2还原成，而几乎不发生NH3的氧化反应，从而提高了脱硝效率，减少了NH3的消耗。SCR系统由氨供应系统、氨气/空气喷射系统、催化反应系统以及吹灰系统等组成，催化反应系统中的催化剂是SCR工艺的核心。目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于320～450 ℃的中温催化剂，该催化剂以TiO2 为载体，上面负载钒、钨和钼等主催化剂或助催化剂。 SCR催化剂生产工艺 通常将催化剂固定在不锈钢板表面或制成蜂窝陶瓷状，形成了不锈钢波纹板式和蜂窝陶瓷的结构形式。板式催化剂的生产过程为，将催化剂原料（载体、活性成分与助催化剂）混合后均匀地碾压在不锈钢板上，切割并压制成带有褶皱的单板，煅烧后组装成模块，便于安装和运输。蜂窝式催化剂的主要生产步骤为，将催化剂原料混合均匀，通过挤出成型设备按所要求的孔径制成蜂窝状长方体，进行干燥和煅烧，再切割成一定长度的蜂窝式催化剂单体，组装成模块。 SCR催化剂重要指标 1、温度活性。催化剂的活性温度范围是最重要的指标。反应温度不仅决定反应物的反应速度,而且决定催化剂的反应活性。如V2O5-WO3/TiO2催化剂,反应温度大多设在280~420℃之间。如果温度过低,反应速度慢,甚至生成不利于NOx 降解的副反应;如温度过高,则会出现催化剂活性微晶高温烧结的现象。 2、几何参数 ○1节距。对蜂窝式催化剂,如蜂窝孔宽度为(孔径)为d,催化剂内壁壁厚为 t, 则: P=d+t 。对平板和波纹式催化剂,如板与板之间宽为d,板的厚度为t,则: P=d+t ○2比表面积。比表面积是指单位质量催化剂所暴露的总表面积,或用单位体积催化剂所拥有的表面积来表示。 2.3孔隙率和比孔体积。孔隙率是催化剂中孔隙体积与整个颗粒体积之比。。比孔体积则指单位质量催化剂的孔隙体积。 2.4平均孔径和孔径分布。通常所说的孔径是由实验室测得的比孔体积与比表面相比得到的平均孔径。催化剂中的孔径分布很重要,反应物在微孔中扩散时,如果各处孔径分布不同,会表现出差异很大的活性,只有大部分孔径接近平均 孔径时,效果最佳。 3机械强度参数。主要体现了催化剂抵抗气流产生的冲击力、摩擦力、耐受上层催化剂的负荷作用、温度变化作用、及相变应力作用的能力。机械强度参数共有3个指标,即轴向机械强度、横向机械强度和磨耗率。前2个分别是指单位面
金催化剂及其在化工中的应用研究进展
金催化剂及其在化工中的应用研究进展在很长时间内，金元素因具有高度稳定性而都被认为是化学惰性的。自从1989年研究人员发现负载在过渡金属氧化物上的金催化剂对CO低温氧化表现出很高的催化活性之后，金催化剂引起了人们的极大兴趣与关注。由于黄金的价格远远低于铂和钯的价格，而且其价格比较稳定，因此开发和研究金催化剂具有明显的经济优势。自1990年以来，有关金催化剂的研究和开发日益活跃。国内研究人员先后论述了2002~2003年金催化剂在有机反应中的研究进展。近几年来，金催化剂在许多新的反应中取得了一定的研究成果，如甲醇部分氧化制氢和苯乙烯环氧化等，预示金催化剂的研究和开发将不断扩大。本文主要介绍了2003年以来金催化剂的制备及其在化工中的应用研究进展，并分析了今后的研究重点。 1 影响金催化剂活性的因素 1.1 制备方法的影响 金的催化活性是通过采用一定的制备方法将金负载在载体上而得到体现的。目前，制备金催化剂的方法很多，常用的方法主要有：浸渍法、共沉淀法和沉积-沉淀法。采用不同方法制备的金催化剂，催化活性往往差异较大。 传统浸渍法是将载体浸渍于氯金酸水溶液中，然后经过干燥、焙烧处理得到金催化剂。使用该方法制备的金催化剂由于富含氯离子而容易形成较大的金晶粒，并且分散性很差，难以得到高活性的负载型金催化剂。 共沉淀法是将HAuCl4水溶液与相应载体的硝酸盐溶液，在一定的碱溶液中进行沉淀，然后经过滤、洗涤、干燥和焙烧得到金催化剂。使用这种方法制备的金催化剂，如Au/α-Fe2O3，在-73℃下对催化氧化CO就具有良好的低温活性。 沉积-沉淀法是将载体悬浮在一定浓度的氯金酸水溶液中，采用碱液调节溶液的pH值，使金物种以氢氧化金的形式沉积在载体表面。如果悬浮液的pH值调节适当，金物种则以非常小的晶粒高度分散在载体表面，得到的金催化剂具有很好的低温活性，从而可以减少氯金酸的用量，提高金的利用率。 由于采用共沉淀法和沉积-沉淀法制备金催化剂的过程中，得到的金催化剂前体往往经过多次过滤和洗涤，可以将吸附在载体表面的氯离子去除，从而明显地减少氯离子对金催化剂的毒害作用，提高金催化剂的活性，因此用共沉淀法和沉积-沉淀法比浸渍法更加可取。共沉淀法与沉积-沉淀法相比，有研究认为后者更优于前者，因为采用
大肠杆菌合成金纳米粒子复合催化剂性能研究
大肠杆菌合成金纳米粒子复合催化剂性能研究 2016-08-01 13:16来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 Au@TiO2催化剂的TEM照片自上世纪八十年代Hutchings和Haruta等发现金催化剂具有高催化活性以来, 金催化剂的研究受到密切关注, 目前已取得很大进展. 但金催化剂很少用于工业应用. 原因之一是由于金粒子的聚集长大及表面碳酸盐物种的积累而导致金催化剂易于失活. 如何有效阻止金粒子的聚集, 提高金催化剂的稳定性已成为目前亟待解决的问题. 近年来, 金属纳米粒子与DNA、蛋白质、壳聚糖等生物大分子的相互作用及其自组装研究引起人们的密切关注. Baron等评述了以DNA、蛋白质等生物分子为模板合成Au、Ag纳米粒子和纳米线的研究进展. 这种材料既可以通过生物分子的识别和催化功能来改善金属纳米粒子的电学、光学和催化性能, 也可以通过改性金属纳米粒子来改善生物分子的某些性能. Horovitz等发现柠檬酸钠还原的金纳米粒子与大麦糊粉层细胞提取的蛋白质之间存在静电作用. 杨芳等研究了藻蓝蛋白对Au3+离子的原位还原和纳米Au0形成的动态过程, 发现藻蓝蛋白的紫
外特征吸收峰强度随Au3+离子浓度的增加和放置时间的延长而降低, 其荧光发射峰和荧光激发峰也呈现衰减趋势, 提出藻蓝蛋白中的半胱氨酸、胱氨酸和色氨酸可将Au3+还原为Au0. 金明善等研究了金纳米粒子和R-藻红蛋白的相互作用, 发现R-藻红蛋白对金纳米粒子有良好的稳定作用. Huang等发现壳聚糖能保护金纳米粒子. 刘克增等制备了金@壳聚糖复合材料, 发现该材料对葡萄糖空气氧化制葡萄糖酸具有良好的催化性能.另一方面, 微生物与金属纳米粒子的研究也日益增多. Gericke等详细评述了各种微生物在制备金纳米粒子方面的研究进展, 认为可以通过调变微生物的生长参数(如培养时间、pH 值、温度等)达到对金纳米粒子形貌和尺寸的控制. 某些菌体如枯草芽孢杆菌、酵母菌、真菌等能够聚集并还原金离子, 已用于金纳米粒子和纳米线的合成. 研究表明, 细胞中的羟基和氨基可作为Au3+的结合位, 而醛基可作为电子供体将Au3+还原成Au0. Kuo等利用大肠杆菌对金离子的还原作用制备了金@大肠杆菌复合材料, 发现这种材料具有很强的生物相容性,可望应用于光热治疗癌细胞方面. 傅锦坤等用细菌将Au/α-Fe2O3上的Au3+还原成Au0, 焙烧后获得的催化剂与浸渍法制备的催化剂相比有较高的CO氧化反应活性.可以看出,目前的研究主要集中于微生物对金属离子的吸附与还原作用以及金属纳米粒子的制备, 而将其用于催化领域的报道较少. 鞭毛是细菌表面的运动器官, 由单一的鞭毛蛋白组装形成螺线管状结构, 鞭毛的长短和数量可以通过改变细菌的培养条件来调控. 最近, Kumara等首次实现了Au、Ag、Cu 等金属纳米颗粒在细菌鞭毛表面的组装. 利用细菌鞭毛为模板制备二氧化钛等无机氧化物纳米管也已获成功. 但尚未见利用此法制备金催化剂的研究. 大肠杆菌为革兰氏阴性短杆菌, 为杆状结构, 具有抵抗力强、易培养等优点. Nomura等以大肠杆菌为生物模板合成了氧化硅的空心纳米管. 烟台大学化学生物理工学院索掌怀等人利用大肠杆菌(DH5α)对金属离子较强的吸附与还原能力制备了Au@DH5α, 再利用大肠杆菌的水分来水解钛酸四丁酯, 得到Au@DH5α -Ti(OH)4样品, 焙烧去除大肠杆菌后得到氧化钛包裹的纳米金粒子催化剂Au@TiO2. 以N2吸附,
纳米金
摘要：纳米金催化剂具有高催化活性和选择性，作为新型催化材料引起关注。尝试用胶体浸渍法 将金催化剂负载于基体材料上，以解决纳米金颗粒难于均匀负载于基体材料表面等问题，并重点对纳米金催化剂的应用进行了评述。 金历来被认为呈催化惰性，但２０世纪８０年代ＨａｒｕｔａＭ等开创性地发现，负载于氧化物上的纳米金催化剂在ＣＯ室温氧化中表现出非常高的反应活性，纳米金作为新型催化材料引起关注，其应用涉及污染治理、化工过程和Ｈ的开发与利用（如燃料电池、选择性氧化ＣＯ、水蒸汽变换反应）等方面。纳米金催化剂显著特征是低温活性，许多催化反应都可在室温下实现高活性催化，有些反应甚至可以在０℃实现完全转化，可见金催化剂具有非常低的表观活化能；金催化剂具有好的选择性，Ａｕ／Ａｌ２Ｏ３催化剂催化丁二烯加氢反应可１００％生成丁烯；同时，金催化剂比铂族催化剂廉价。本文介绍纳米催化剂的制备方法，并重点对纳米金催化剂的应用进行评述，旨在为纳米金催化剂的应用开发提供参考。１纳米金催化剂的制备 金催化剂制备方法主要是浸渍法、沉积沉淀法和共沉淀法。浸渍法虽然被广泛用于工业制备贵金属催化剂，但许多研究表明，该法不适合于金催化剂的制备，主要是因为制备的金催化剂分散性不好，金颗粒大。共沉淀法和沉积沉淀法是金催化剂制备的常用方法，但共沉淀法的最大缺陷是所需负载量大（一般认为纳米金颗粒被载体包裹，有效活性部位减少）。而沉积沉淀法解决了这个问题，制备的纳米金粒子较好地分散于载体表面，但要求载体具有尽可能大的表面积，整个制备过程对溶液ｐＨ有较大的依耐性，当ｐＨ为８～９时，［ＡｕＣｌ（ＯＨ）3］－是ＨＡｕＣｌ4水解产物中吸附能力最强的形式，因此，为获得最大量金沉积，应将ｐＨ控制在８～９，沉淀剂的选择直接影响催化剂制备过程中ｐＨ的变合处理低浓度的ＣＯ。相比这些催化剂，金催化剂显化，使用的沉淀剂是ＮａＯＨ和Ｎａ2ＣＯ3，采用Ｎａ2ＣＯ3具有良好的低温催化氧化ＣＯ活性，抗水性能好，比铂和钯催化剂廉价。可避免引入杂质Ｎａ＋；用ＮａＯＨ作沉淀剂时，溶液ｐＨ不稳定，而且金的沉积量也有限。文献报道，在沉积沉淀法中，尿素控制均匀沉淀过程非常有效，可以实现金的最大沉积。 年来，由于不同的实验需求，许多研究者开发出一些新的制备方法。ＩｖａｎｏｖａＳ等开发出阴离子交换法（ＤｉｒｅｃｔＡｎｉｏｎｉｃＥｘｃｈａｎｇｅ，ＤＡＥ），其原理是利用金络合物的ＯＨ基团与载体表面的ＯＨ基团发生置换反应，将金以氢氧化金的形式负载于载体表面。以Ａｌ2Ｏ3作载体，用ＤＡＥ法制备Ａｕ／Ａｌ2Ｏ3催化剂，实验发现，不同ＨＡｕＣｌ浓度对制备的催化剂活性有较大影响，浓度越低，负载效果越好，制备的催化剂活性越高。不同的洗涤方法对催化剂活性也有较大影响，氨水洗涤比水洗的催化活性好，因为氨水水解产生的ＯＨ与Ｃｌ发生交换，减少了催化剂表面Ｃｌ的残存。ＤｏｍíｎｇｕｅｚＭＩ等用混合氧化物制备的泡沫作基体材料，负载一层ＣｅＯ后，用ＤＡＥ法负载金，用于ＣＯ氧化。虽然这种制备方法操作简易，但负载的金沉积量有限，很难应用于一些需较高金沉积量的催化反应。ＭａｌｌｉｃｋＫ等开发了一种新型简易金催化剂制备方法———硼氢化钠还原法。将载体氧化物悬浮于蒸馏水中，剧烈搅拌，滴入ＨＡｕＣｌ溶液，静置，剧烈搅拌下，加入ＮａＢＨ4燥，得催化剂。实验发现，该法制备的Ａｕ／ＴｉＯ2催化溶液，老化，过滤，洗涤，干燥，得催化剂。实验发现，该法制备的Ａｕ／ＴｉＯ催化 剂比其他方法制备的Ａｕ／ＴｉＯ2催化剂具有更高的ＣＯ氧化活性。除以上几种制备方法外，用于金催化剂制备的法还有化学气相沉积法、有机金配合物固载２．２丙烯环氧化法、光化学沉积法和直流磁电管溅射法等，相比前面介绍的几种制备方法，这些制备方法对仪器设备或对金前身化合物物性要求较高。
催化剂论文
负载型金催化剂的研究及应用 化工07-3 张波 摘要讨论了有关金属催化剂的相关知识并着重介绍了负载型金催化剂的发展、常用的制备方法及应用，金催化剂的性能，展望了金催化剂的前景。 关键词负载型金催化剂制备性能应用 Supported Gold Catalysts for Research and Application chemicial engineering and technology class of 073 zhangbo Abstract This paper discusses the metal catalyst-related knowledge and highlights the development of supported gold catalysts, commonly used preparation methods and application of the performance of gold catalysts and looking forward to the prospect of the gold catalyst. Key words supported gold catalyst preparation, performance, application 1金属催化剂的概述 存在少量就能显着加速反应而不改变反应的总标准吉布斯函数变的物质称为该反应的催化剂。金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散或者负载型的金属催化剂，如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂，Ni/Al2O3加氢催化剂等。?几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。金属适合于作哪种类型的催化剂，要看其对反应物的相容性。发生催化反应时，催化剂与反应物要相互作用。除表面外，不深入到体内，此即相容性。如过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂，因为H2很容易在其表面吸附，反应不进行到表层以下。但只有“贵金属”（Pd、Pt，也有Ag）可作氧化反应催化剂，因为它们在相应温度下能抗拒氧化。 2金催化剂的发展 金一直被认为是化学惰性最高的金属[1] ,由于其化学惰性和难于高分散,一般不被用来作为催化剂。但是到80年代,Haruta 发现担载在过渡金属氧化物上的金催化剂,不仅对CO 低温氧化具有很高的催化活性,而且还具有良好的抗水性、稳定性和湿度增强效应[2 ,3 ] , 另一方面, 作为一种贵金属催化剂, 金催化剂具有商业化的经济优势，致使人们对其催
金纳米催化剂(八)：其他类型
金纳米催化剂(八)：其他类型 2016-08-22 13:23来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 金纳米催化剂 除了聚合物基弹性网络、中空球型、核壳型和蛋壳型纳米Au催化材料，目前还有片状、柱状等各种类型纳米Au催化材料合成的报道。 基于独特的结构性能和电子迁移性质，石墨烯一经出现即在科学界掀起巨大波澜。目前，石墨烯在纳米Au催化材料定向合成中同样受到广泛关注，并取得了丰硕研究结果。例如，Lu 等利用TWEEN 20 同时作为氧化石墨烯（GO）的稳定剂和AuNPs的还原剂，通过原位还原HAuCl4获得AuNPs/TWEEN/GO片状复合材料。催化NaBH4还原4-NP的反应发现，由于GO的协同效应，复合材料呈现良好催化活性：催化同一反应，AuNPs/TWEEN/GO可在14 min 完成反应，拟一级速率常数为25.37 ×10－2s－1，而AuNPs/ TWEEN用时32 min，拟一级速率常数为9.05×10－2 s－1。． Chen等以NaBH4为还原剂，制备了具有热响应催化行为的片状石墨烯（GO）负载的AuNPs（GO-PNIPAAm聚异丙基丙烯酰胺）-Au）。复合材料在催化NaBH4还原4-NP 的反应中表现出温度调控的催化活性：当温度高于PNIPAAm的临界溶解温度时，PNIPAAm链由亲水相转变为疏水相，造成末端AuNPs的团聚，进而导致催化活性降低。较之普通石墨烯基纳米催化剂，其具有可调控的催化行为。
Li等采用三乙烯四胺为还原剂，通过水热体系中AuNPs与石墨烯的自组装过程成功合成了高1.28cm和直径1.08 cm的圆柱形Au/石墨烯复合材料。基于石墨烯的结构性能，其在室温催化NaBH4还原4-NP的反应中呈现优异催化活性，12 min反应基本完成，拟一级速率常数为3.17 ×10－3 s－1。分别高出先前文献报道的海绵状和高聚物负载纳米Au复合材料的催化活性90倍和14倍。 此外，Zhang等采用单毛细管电纺技术与原位还原技术相结合的方法，将高度分散、尺寸较小的AuNPs成功组装到SiO2纳米管的内、外表面（AuNPs/SNTs）。该管状纳米复合物对NaBH4还原4-NP的反应表现出高催化活性：反应不到5 min即可完成，拟一级速率常数为1.06 ×10－2 s－1。 Jin等采用两步法，将分散的、尺寸可控的AuNPs固载于分层结构的层状硅酸镍（NiSiO）上，获得像花一样的纳米复合物（AuNPs/NiSiO）。该复合物对NaBH4还原4-NP的反应表现出高催化活性：2.5min反应即可完成，拟一级速率常数为1.63×10－2 s－1。且循环使用5次后，活性没有下降，表明该复合物具有良好的稳定性。
金纳米催化剂(四)：二氧化硅磁性核壳结构
金纳米催化剂(四)：二氧化硅磁性核壳结构 2016-08-22 13:15来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 多功能Fe3O4＠SiO2-金纳米粒子合成路线2011年，Zhu等以NaBH4为还原剂，制备了多功能Fe3O4＠SiO2?AuNPs复合微球。微球饱和磁化强度为23.9 emu/g，尺寸均一，AuNPs稳定存在，且尺寸较小（4nm，TEM）。在NaBH4室温还原4?NP的反应中表现出高催化活性，12min 4?NP的转化率达到95％；催化剂便于磁性回收，具有长效催化寿命和良好的重复使用性，适于规模化制备和实际应用过程。 2013年，Zheng等借助Sn2＋修饰Fe3O4＠SiO2核壳结构表面并以其作为还原剂制得Fe3O4＠SiO2?AuNPs核壳结构催化材料。合成过程简单，不仅减少了合成步骤而且显著降低了合成成本。 磁性复合微球具有高磁性（饱和磁化强度为35.3emu/g）、良好的渗透性和稳定且裸露的AuNPs，AuNPs的分散性较好，平均粒径约5 nm（TEM）。298Ｋ时，催化NaBH4还原4?NP的研究结果表明：向反应体系中加入催化剂后，反应快速进行，没有诱导期，4 min反应完成，这在实际应用中是一重要优势；还原产物仅为4?AP，无副产物生成，拟一级速度常数为1.42 ×10－2S－1，比产生相同转化率的Au或Ag基纳米催化剂都要高；反应完成后，催化剂通过外加磁场回收，循环使用前7次转化率稳定在91％，此后转化率稍有下降。该合成路线为制
备其他多功能金属纳米复合物提供了借鉴。同年，Liu等采用表面诱导原子转移自由基聚合（SIATRP）的方法，将聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（PDMAEMA）接枝到Fe3O4＠SiO2＠亚甲基双丙烯胺和甲基丙烯酸羟乙酯共聚物（PHEMA）多层微球的表面，用NaBH4原位还原Au3＋后制得多壳层结构的Fe3O4＠SiO2＠PHEMA?g?PDMAEMA?AuNPs核壳型催化材料，AuNPs的尺寸约3.7 nm（DLS）。研究结果表明：合成材料对NaBH4还原4?NP具有良好的催化活性，15 min反应完成，拟一级速度常数为4.5 ×10－3S－1，较Au＠meso?SiO2更高。经分离回收、循环使用6次，转化率仅由99.0％下降到96.7％，证实其具有良好稳定性和催化活性。这种将无机过程（溶剂热法、溶胶凝胶法）和有机过程（蒸馏沉淀法、SIATRP）相结合的方法，可方便合成具有特殊结构和高性能的功能材料；然而，由于多壳层的屏蔽作用，无法有效进行磁控分离。 Rahman等制备了具有介孔SiO2（mSiO2）外壳的Fe3O4＠SiO2＠Au?Shell＠mSiO2。制备过程如下：（1）通过溶胶?凝胶法制得Fe3O4＠SiO2纳米颗粒；（2）对其表面氨基化并将柠檬酸稳定的AuNPs通过静电作用吸附在氨基化的颗粒表面，以此为种子进一步形成具有Au 壳的复合物Fe3O4＠SiO2＠Au?Shell；（3）以CTAB为模板剂和TEOS为硅源组装Fe3O4＠SiO2＠Au?Shell＠SiO2核壳型复合物，除去CTAB后获得Fe3O4＠SiO2＠Au?Shell＠mSiO2纳米复合物。复合材料具有高饱和磁化强度（21.4 emu/g），贯穿性良好的介孔SiO2外壳（介孔2.1 nm）及接近性好的Au壳（壳厚25 nm）。室温催化NaBH4还原4?NP的反应，12 min 反应基本完成，拟一级速率常数为2.33 ×10－3 S－1，且速率常数随催化剂加入量增加而增大；反应后经磁控回收、循环使用8次，转化率仍高达90％，表明合成材料具有良好的重复使用性。担载Au的磁性颗粒和介孔壳层所形成的纳米复合材料也可用于定向药物缓释并能强化作用效果。