PEG辅助合成高分散Ag NPs/USY催化剂及其对4-硝基苯酚的高效催化还原

摘要

在贵金属催化体系中实现贵金属纳米颗粒的高度均匀分散，同时构建强金属-载体相互作用是抑制活性组分迁移与流失、提升催化剂本征活性及稳定性的关键因素.本文以USY分子筛为载体、 PEG为还原与稳定剂，利用聚乙二醇（PEG）辅助水热合成法，通过调整PEG分子量与银负载量，制备了一系列Ag NPs/USY催化剂，并将其用于4-硝基苯酚（4-NP）的催化加氢反应.采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）和N₂气吸附-脱附曲线（BET）等手段对其结构进行了表征.结果表明，利用PEG的空间位阻效应及其与分子筛表面官能团的协同作用，实现了Ag NPs在USY介孔通道内的高度分散和有效锚定，显著抑制了Ag NPs的聚集和流失.在常温常压条件下，PEG-400辅助合成的5%Ag NPs/USY对高浓度4-NP（500 mg/L）表现出优异的催化活性，在8 min内转化率超过99.9%，表观速率常数高达0.817 min⁻1, 7次循环后仍保持90%以上活性，其稳定性显著优于Ag NPs/HY体系.表征分析结果进一步证实，孔道内限域的Ag NPs具有更高的抗氧化与抗流失能力；XPS表征结果显示，循环后Ag NPs/USY中单质银的保留量为Ag NPs/HY的2.07倍.

关键词

银纳米粒子 / USY分子筛 / 4-硝基苯酚 / 催化还原