微乳液法制备纳米催化剂研究进展.ppt

微乳液法制备纳米催化剂研究进展报告人:邹洋学号:632081701073?微乳液概述?微乳液技术制备纳米催化剂?微乳液技术制备纳米催化剂的催化性能研究?研究进展总结主要内容微乳液的概述组成表面活性剂,水, 油相热力学稳定,离心不分层液滴大小10~100nm光学特性透明,各向同性定义:微乳液通常由表面活性剂、助表面活性剂、溶剂和水(或水溶液)组成。在此体系中,两种互不相溶的连续介质被表面活性剂双亲分子分割成微小空间形成微型反应器,其大小可控制在纳米级范围,反应物在体系中反应生成固相粒子。由于微乳液能对纳米材料的粒径和稳定性进行精确控制,限制了纳米粒子的成核、生长、聚结、团聚等过程,从而形成的纳米粒子包裹有一层表面活性剂,并有一定的凝聚态结构。微乳液形成机理一般认为微乳液的形成机理是瞬时负界面张力机理。可表述如下:油/水界面的张力在表面活性剂作用下降至1~10 mN/m,形成乳状液,当加入助表面活性剂后,表面活性剂和助表面活性剂吸附在油/水界面上,产生混合吸附,油/水界面张力迅速降低,甚至产生瞬时负界面张力,所以体系将自发扩张界面,直至界面张力恢复为零或微小的正值而形成微乳液。微乳液的结构:?油包水型(W/O)?水包油型(O/W)?双连续相结构:具有W/O和O/W两种结构的综合特性,但其中水相和油相均不是球状,而是类似于水管在油相中形成的网络。微乳液微乳液体系的相图三维结构二维结构S. Eriksson et al. / Applied Catalysis A: General 265 (2004) 207–219微乳液技术制备纳米催化剂机理微乳液的水核作为“微型反应器”,其大小可控制在10~100nm,是理想的化学反应介质。化学反应就在水核内进行成核和生长,由于水核半径是固定的,由于界面强度的作用,不同水核内的晶核或粒子之间的物质交换受阻,在其中生成的粒子尺了也就得到了控制。微乳液技术制备催化剂,纳米粒子的成核及其成长在表面活性剂保护的水核内进行。水核的大小就决定了纳米颗粒的最终粒径。微乳液技术制备纳米催化剂微乳技术可较好地控制催化剂的粒径, 粒径大小影响催化剂的活性和选择性, 即催化剂粒径与催化性能之间存在着一定的尺寸效应。粒径影响因素:?油相的性质?表面活性剂的种类?水和表面活性剂的比例?其它因素(水溶液浓度,反应温度)水核粒径有两种基本方式:(a)将分别增溶有反应物的微乳液A、B 混合, 由于液滴间碰撞或聚集, 水核内的物质相互交换或传递, 引起水核内的化学反应, 而生成的粒子被限定在水核内,水核大小直接控制了纳米颗粒的最终粒径;(b)反应物增溶在微乳液的水核内, 通入的另一种反应物( 如还原剂) 穿过微乳液界面膜进入水核内, 与水核内的反应物反应生成产物粒子。微乳液技术制备纳米催化剂的方法S. Eriksson et al. / Applied Catalysis A: General 265 (2004) 207–219微乳液法制备的纳米材料的特点?粒径分布较窄,粒径可以控制;?选择不同的表面活性剂修饰微粒子表面,可获得特殊性质的纳米微粒;?粒子的表面包覆一层(或几层)表面活性剂,粒子间不易聚结,稳定性好;?粒子表层类似于“活性膜”,该层基团可被相应的有机基团所取代,从而制得特殊的纳米功能材料;?表面活性剂对纳米微粒表面的包覆改善了纳米材料的界面性质,显著地改善了其光学、催化及电流变等性质。特点:微乳液技术制备纳米催化剂?微乳液法制备纳米催化剂的主要类型有:;;。?已应用在众多催化反应中,如: 加氢反应等。