CN104722334A - 一种钯鱼精蛋白纳米粒子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钯鱼精蛋白纳米粒子及其制备方法，本发明中将一定量的钯盐和适量的鱼精蛋白混合，在一定温度、一定时间下搅拌，经离心分离，洗涤，干燥制得相应的钯盐-鱼精蛋白纳米颗粒；制备过程简单，成本低，设备投资少，适合大量生产。本发明成功实现了钯盐-鱼精蛋白纳米颗粒的制备，以及对粒径的大小的有效调控，获得了粒径均一的钯盐-鱼精蛋白纳米颗粒，其具有优异的物理化学性能。催化性能研究表明：本方法制备的钯盐-鱼精蛋白纳米颗粒作为催化剂具有良好的催化活性，产率达90％以上，且性能稳定，因此该纳米颗粒在催化领域有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及金属纳米催化领域，特别是指一种钯鱼精蛋白纳米粒子及其制备方法。
背景技术
纳米材料是指在一维、二维或三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1～100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，属于胶体粒子的范畴，大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度。纳米材料按照其物质组成和结构特点，可以分为金属纳米材料、无机非金属纳米材料、有机高分子纳米材料和复合纳米材料。在这些纳米材料中，金属纳米材料尤其受到关注，这是因为在元素周期表中，金属占据三分之二左右。
贵金属催化剂广泛应用于石油化工、精细化工、环保催化、生命及生物化学领域。例如，用于氧化反应的Ag和Au催化剂，用于烯烃选择性加氢的Rh催化剂。研究表明，这些贵金属颗粒往往以纳米级形式存在于催化剂中，此时催化剂表现出非常高的催化性和选择性。这是因为纳米粒子尺寸小，表面原子所占的百分数大，活性中心数目多，晶体周期性的边界条件被破坏，表面具有很高的表面能且表面原子的活性增强，原子变得很活跃能够与其它原子很快结合。同时，关于纳米粒子的表面形态的研究指出，随着粒径的减小，表面光滑程度降低，形成了凹凸不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面，从而提高了催化剂的有效利用率。
贵金属主要指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)等8种金属元素。这些金属大多数拥有美丽的色泽，对化学药品的抵抗力相当大，在一般条件下不易引起化学反应。但制备成纳米粒子时，就具备了较高的催化活性。贵金属表面原子的排布特殊性，在等离子共振散射、光学和催化方面都展现出了卓越的性能，贵金属纳米颗粒在航天、军事、医学、汽车尾气净化处理和各种催化反应中起着非常重要的作用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种反应条件温和，制备过程简单，成本低廉，同时具有良好催化性能的钯鱼精蛋白纳米粒子及其制备方法。
基于上述目的本发明提供的一种用于催化偶联反应的钯鱼精蛋白纳米粒子，制备方法具体包括以下步骤：
(1)称取鱼精蛋白和钯盐，鱼精蛋白和钯盐的质量比为1～3:10。
(2)将上述鱼精蛋白和钯盐加入玻璃瓶中，再加入乙醇和水(乙醇:水＝3:4,V/V)溶解，于室温下搅拌1～3小时。
(3)将搅拌后的产物离心分离，并用去离子水和乙醇洗涤沉淀物，超声分散，干燥，即获得所述钯鱼精蛋白纳米粒子。
优选地，所述的钯盐为氯化钯或醋酸钯中的任意一种。
优选地，所述的钯盐的物质的量为0.02mmol～0.05mmol。
优选地，所述鱼精蛋白的物质的量为0.005mmol～0.010mmol。
从上面所述可以看出，本发明提供的钯鱼精蛋白纳米粒子及其制备方法，优点如下：
1.反应中钯盐的用量显著减少，所用修饰剂为鱼精蛋白，绿色环保无污染。而且在催化偶联反应中，反应活性高，产率在90％以上。
2.本发明通过选用不同的钯盐、溶剂，控制反应时间、反应温度，实现对钯鱼精蛋白纳米粒子粒径的大小及分散性的有效调控，获得粒径不同的钯鱼精蛋白纳米粒子，其在催化领域有广阔的应用前景。
3.本发明中的催化的偶联反应溶剂皆为乙醇和水的混合溶液，符合绿色合成可持续发展理念。
附图说明
图1为本发明实施例扫描电镜图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
实施例1
分别称取0.02mmol的氯化钯和0.005mmol鱼精蛋白于玻璃瓶中，再加入1.5mL乙醇、2mL水，于室温下搅拌1h。将反应获得的产物离心分离，弃去澄清液，留下的沉淀物，分别用去离子水和乙醇洗涤3次，超声分散，干燥，即获得钯鱼精蛋白纳米粒子。用扫描电镜观察所述纳米粒子的形貌，如图1所示，纳米颗粒粒径大小为20～100nm。
实施例2
分别称取0.05mmol的氯化钯和0.005mmol鱼精蛋白于玻璃瓶中，再加入1.5mL乙醇、2mL水，于室温下搅拌2h。将反应获得的产物离心分离，弃去澄清液，留下的沉淀物，分别用去离子水和乙醇洗涤3次，超声分散，干燥，即获得钯鱼精蛋白纳米粒子。用扫描电镜观察所述纳米粒子的形貌，如图1所示，纳米颗粒粒径大小为20～100nm。
实施例3
分别称取0.03mmol的氯化钯和0.009mmol鱼精蛋白于玻璃瓶中，再加入1.5mL乙醇、2mL水，于室温下搅拌3h。将反应获得的产物离心分离，弃去澄清液，留下的沉淀物，分别用去离子水和乙醇洗涤3次，超声分散，干燥，即获得钯鱼精蛋白纳米粒子。用扫描电镜观察所述纳米粒子的形貌，如图1所示，纳米颗粒粒径大小为20～100nm。
实施例4
分别称取0.03mmol的醋酸钯和0.010mmol鱼精蛋白于玻璃瓶中，再加入1.5mL乙醇、2mL水，于室温下搅拌2h。将反应获得的产物离心分离，弃去澄清液，留下的沉淀物，分别用去离子水和乙醇洗涤3次，超声分散，干燥，即获得钯鱼精蛋白纳米粒子。用扫描电镜观察所述纳米粒子的形貌，如图1所示，纳米颗粒粒径大小为20～100nm。
以实施例1，实施例2所制备的钯鱼精蛋白纳米粒子为催化剂，进行催化反应：
使用上述实施例1制备的钯鱼精蛋白纳米粒子为催化剂进行催化反应，反应条件为：将对碘苯乙醚(1.0mmol)、对甲基苯硼酸(1.2mmol)和K2CO3(3.0mmol)，在空气氛围中于H2O/EtOH混合溶剂中反应，该混合溶剂由4mL水和3mL乙醇(EtOH)组成，反应温度为50℃，反应时间为4h。采用柱层析法分离产物，产率为92％。反应方程式如下：
使用上述实施例1制备的钯鱼精蛋白纳米粒子为催化剂进行催化反应，反应条件为：将对碘苯乙醚(1.0mmol)、苯硼酸(1.2mmol)和K2CO3(3.0mmol)，在空气氛围中于H2O/EtOH混合溶剂中反应，该混合溶剂由4mL水和3mL乙醇(EtOH)组成，反应温度为50℃，反应时间为4h。采用柱层析法分离产物，产率为96％。反应方程式如下：
使用上述实施例1制备的钯鱼精蛋白纳米粒子为催化剂进行催化反应，反应条件为：将对溴三氟甲苯(1.0mmol)、苯硼酸(1.2mmol)和K2CO3(3.0mmol)，在空气氛围中于H2O/EtOH混合溶剂中反应，该混合溶剂由4mL水和3mL乙醇(EtOH)组成，反应温度为50℃，反应时间为4h。采用柱层析法分离产物，产率为93％。反应方程式如下：
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种钯鱼精蛋白纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)称取鱼精蛋白和钯盐，鱼精蛋白和钯盐的比例为1～3:10；
(2)将上述鱼精蛋白和钯盐加入玻璃瓶中，再加入乙醇和水(乙醇:水＝3:4,V/V)溶解，于室温下搅拌1～3小时；
(3)将搅拌后的产物离心分离，并用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，超声分散，干燥，即获得所述钯鱼精蛋白纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的钯鱼精蛋白纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述钯盐为氯化钯或醋酸钯，钯盐的物质的量为0.02mmol～0.05mmol。
3.根据权利要求1所述的钯鱼精蛋白纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述鱼精蛋白的物质的量为0.005mmol～0.010mmol。
4.根据权利要求1所述的钯鱼精蛋白纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述的钯鱼精蛋白纳米粒子粒径大小为20～100nm。
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