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金属纳米粒子的PCP复合体及其制造方法

金属纳米粒子的PCP复合体及其制造方法

IPC分类号 : C08G79/00,B01J35/08,B01J37/04,B82Y30/00,C08K3/00,C08L85/00,C07C63/307,C07C65/03,C07F1/08,C07F3/06,C07F5/06

申请号
CN201280037865.4
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2012-08-03
  • 公开号: 103717647A
  • 公开日: 2014-04-09
  • 主分类号: C08G79/00
  • 专利权人: 国立大学法人京都大学

专利摘要

本发明提供一种复合体,其是在多孔性配位高分子(PCP)的内部包含金属纳米粒子的复合体,上述PCP由金属离子和有机配位基构成。

权利要求

1.复合体,其是在多孔性配位高分子、即PCP的内部包含金属纳米粒子的复合体,其中,所述PCP由金属离子和有机配位基构成。

2.根据权利要求1或2所述的复合体,其中,所述金属纳米粒子是贵金属纳米粒子。

3.根据权利要求1所述的复合体,其中,从表面至所述金属纳米粒子的PCP层的平均厚度为1~200nm。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的复合体,其中,所述PCP由金属离子、具有羧基的配位基和能由环内氮原子进行配位的含氮芳香族化合物构成。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的复合体,其中,所述金属纳米粒子是选自金、铂、钯、镍、钴、锰、铬、银、铜、铁、钌、铑、锌、它们的合金或氧化物的至少1种催化剂。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的复合体,其中,所述复合体的尺寸是1~500nm。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的复合体,其中,所述金属纳米粒子的50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上或95%以上可与通过所述PCP层的气体状反应物接触。

8.权利要求1~7中任一项所述的复合体作为催化剂的用途。

9.化合物的制造方法,其中,使权利要求1~7中任一项所述的复合体的金属纳米粒子与被所述PCP吸附的气体反应而生成化合物。

10.根据权利要求9所述的制造方法,其中,所述气体是氢气和氮气,所述金属纳米粒子是铁系催化剂,所述生成物是氨。

11.根据权利要求1~7中任一项所述的复合体的制造方法,其中,在所述金属纳米粒子及溶剂的存在下,将所述金属离子和多元羧酸配位基和/或含氮杂环配位基混合。

说明书

技术领域

本发明涉及具有金属纳米粒子和PCP(Porous Coordination Polymer;多孔性配位高分子)的复合体以及它的制造方法。

背景技术

为了使参与催化反应的气体被PCP捕获,使其确实地反应,实现高效率、高选择性的反应,具有在纳米催化剂表面被覆了PCP的结构的PCP复合催化剂的开发是不可或缺的。

非专利文献1在预先制造PCP后将金属纳米粒子复合化,由此具有金属纳米粒子附着在PCP的外部的构造,金属纳米粒子和PCP的复合效果有限。

非专利文献2在氧化铁的存在下使金属离子(Al、Cu)和配位基(bpdc、btc)作用而形成金属离子和配位基的复合体,但是该复合体被用于药物的缓释制剂等用途,氧化铁利用它的磁性而使用磁铁送达目标位置,只是在氧化铁纳米粒子的部分表面与PCP一体化,氧化铁粒子不存在于PCP的内部。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:Eur.J.Inorg.Chem.,2010,3701-3714

非专利文献2:ChemComm,2011,47,3075-3077

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供金属纳米粒子和PCP相互作用的复合体。

用于解决课题的手段

本发明提供以下的复合体及其制造方法。

项1.复合体,其是在多孔性配位高分子(PCP)的内部包含金属纳米粒子的复合体,其中,上述PCP由金属离子和有机配位基构成。

项2.根据项1或2所述的复合体,其中,上述金属纳米粒子是贵金属纳米粒子。

项3.根据项1所述的复合体,其中,从表面至金属纳米粒子的PCP层的平均厚度为1~200nm。

项4.根据项1~3中任一项所述的复合体,其中,上述PCP由金属离子和具有羧基的配位基和能由环内氮原子进行配位的含氮芳香族化合物构成。

项5.根据项1~4中任一项所述的复合体,其中,上述金属纳米粒子是选自金、铂、钯、镍、钴、锰、铬、银、铜、铁、钌、铑、锌、它们的合金或氧化物的至少1种催化剂。

项6.根据项1~5中任一项所述的复合体,其中,上述复合体的尺寸是1~500nm。

项7.根据项1~6中任一项所述的复合体,其中,上述金属纳米粒子的50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上或95%以上能够与通过上述PCP层的气体状反应物接触。

项8.项1~7中任一项所述的复合体作为催化剂的用途。

项9.化合物的制造方法,其中,使项1~7中任一项所述的复合体的金属纳米粒子与被上述PCP吸附的气体反应而生成化合物。

项10.根据项9所述的制造方法,其中,上述气体是氢气和氮气,金属纳米粒子是铁系催化剂,生成物是氨。

项11.根据项1~7中任一项所述的复合体的制造方法,其中,在金属纳米粒子及溶剂的存在下,将金属离子和多元羧酸配位基和/或含氮杂环配位基混合。

发明效果

本发明的PCP由金属离子和与其配位的有机配位基构成,通过组合金属离子和有机配位基的种类,获得有无限种可能的物质多样性。与沸石、活性炭等吸附材料相比,分子设计的自由度极高,具有作为大量且稳定地储藏气体分子的吸附材料的性质。进而,因为PCP能够选择性且高浓度地将气体引入它的微孔内部,所以就多孔性配位高分子(PCP)复合催化剂而言,能够成为凌驾于现有纳米材料的、高效率、高选择性优异的催化剂材料。

根据本发明,能够得到在PCP的内部包含金属纳米粒子的芯·壳型PCP复合粒子。

另外,因为气体被选择性地吸附在PCP部分,与金属催化剂反应,所以能够实现选择性催化反应。

本发明的PCP系复合催化剂能够通过合乎目的且合理的构筑手段而在各种催化剂的开发研究中广泛应用或利用。特别是通过均一体系催化剂(分子催化剂)对PCP的固定化、与纳米金属催化剂的PCP复合化,能够实现由均一体系催化剂长期利用而获得的成本削減、“使其确实地引入(被PCP选择吸附)、确实地反应(由纳米催化剂进行物质变换)”的高效率、高选择性反应。也就是说,能够由PCP仅捕获催化活性化的副产物气体,使其确实地反应。另外,在PCP复合催化剂中,高密度地负载分子催化剂、纳米催化剂,除此之外,因为微孔壁成为所谓的“分隔板”,所以能够防止结块(粒成长导致的活性点劣化),金属纳米粒子彼此间的凝集、融合被抑制,所以能够预期金属纳米催化剂的长寿命化。另外,将作为均一体系催化剂的配位化合物分子催化剂固定到PCP微孔内,能够防止流出,成为可反复使用的催化剂。

进而,因为微孔具有吸附气体,所以还能够防止因成为催化剂毒剂的气体而导致的催化剂中毒。另一方面,有报道称PCP的纳米微孔产生分子应力。由此预期基质因特异的纳米空间应力而变形,结果被活化,进一步被并存的催化剂有效率地活化。

迄今为止,PCP复合催化剂只得到了催化剂分散在PCP表面的产品。特别是用作气体变换的催化剂时,PCP和催化剂的界面的比例是重要的,但PCP为微米等级,非常大,与活性金属种接触的比例非常少,引发高效率的反应是非常困难的。

将纳米催化剂埋入PCP的内部、或在纳米催化剂表面被覆PCP的芯·壳型的本发明PCP复合体与活性金属种接触的比例非常大,能够引发高效率的反应。

附图说明

图1是PCP-活性金属种复合体的合成流程。

图2是PCP-活性金属种复合体的XRD图(左)和IR谱(右)。

图3是PCP-活性金属种复合体的TEM图像(左)和EDS谱(右)。

图4是PCP-活性金属种复合体的N2吸附等温曲线(77K)。

图5给出金属纳米粒子的形状(立方体,片状,截角八面体(truncated octahedron),正八面体)。

图6是Pd粉末(黑)、立方体型的活性金属种(蓝)以及复合体(红)的循环伏安图。

具体实施方式

本发明的复合体是在多孔性配位高分子(PCP)的内部包含金属纳米粒子的复合体。此处,“内部包含”是指金属纳米粒子被PCP被覆,或者将金属纳米粒子埋入PCP的内部。PCP例如图4的右侧所示,形成几个层,覆盖金属纳米粒子整体。上述复合体优选在内部仅存在一个金属纳米粒子,但是也可以存在多个金属纳米粒子。PCP具有许多微孔,该微孔优选如图4所示那样三维形成,也可以二维或一维形成。PCP的微孔通常规则形成。金属纳米粒子可以密合固定于PCP并包含在内部,也可以以在PCP的内部可移动的状态包含。例如在袋状的PCP的内部,可移动地包含比PCP的内腔小的至少1个金属纳米粒子。与PCP有亲和性的气体状物质通过该微孔在内部的金属纳米粒子表面被浓缩并供给,反应后的物质被从PCP的微孔释放到外部。因为使用金属纳米粒子催化剂进行催化反应,所以优选PCP与反应原料的气体状物质的亲和性高,反应后的生成物的亲和性低。如此这样,新物质被从PCP逐渐供给至金属纳米粒子,反应后的生成物被逐步从微孔释放到外部,所以金属纳米粒子为催化剂的情况下,其反应效率显著提高。金属纳米粒子的催化剂可以举出例如由氢和氮制备氨的催化剂,由氨、甲烷、乙烷、丙烷等烃、甲醇、乙醇、丙醇等醇生成氢的催化剂,与二氧化碳、一氧化碳等反应而将COOH、CHO、CH2OH等碳数为1的基团延长的催化剂等。

例如,金属纳米粒子是催化剂的情况下,能够将催化反应所需的反应物质浓缩到催化剂表面,能够有效率地进行化学反应等。PCP通过改变构成的金属离子、配位基的种类,能够自由地改变微孔的尺寸、进入微孔的化合物的种类,所以能够在金属纳米粒子表面进行各种反应。通过在表面具有PCP,即使复合体外部的反应原料的气体状物质浓度低,与PCP有亲和性的气体状物质在PCP内部及金属纳米粒子表面的浓度也显著提高,所以PCP的存在使得反应效率显著提高。另外,能够使进行同样的反应时的气体状反应原料的分压显著降低。

优选的实施方式中,本发明的复合体具有芯(金属纳米粒子)-壳(PCP)构造。此处,具有芯-壳构造的复合体可以是单一的金属纳米粒子(芯)被PCP(壳)覆盖,也可以是许多金属纳米粒子(芯)被PCP(壳)覆盖。另外,本发明的复合体可以是粉末状,也可以是薄膜状等膜状。进而,本发明的复合体为粉末状时,可以成型为粒状。

因为金属纳米粒子是与自PCP的微孔供给的气体状物质相互作用(化学反应、催化反应等),所以优选在复合体的内部,金属纳米粒子尽可能多地被供给可用于催化反应等的表面。所以,本发明的复合体如果是薄片状或膜状之类的形状,则即使存在许多金属纳米粒子,有效表面积也足够大,在块状的情况下,优选粒子尺寸小以使被封闭到内部的金属纳米粒子尽可能少。在块状形状时,复合体的大小为1~500nm左右,优选为1~100nm左右。这些粒子横向扩展时,复合体可以包含许多粒子。例如,图3的复合体的许多金属纳米粒子横向扩展,所以是本发明的优选的复合体的1个实施方式。另一方面,图4的复合体是自PCP的微孔向金属纳米粒子供给多数反应物质,并将反应后的生成物释放到外部。PCP层因为将外部的气体状物质在PCP层的内部浓缩,所以某种程度的厚度是必须的,如果PCP层过厚,则气体状物质到达有金属纳米粒子的位置耗费时间。优选的PCP层的厚度为1~100nm左右,优选为1~20nm的程度。

本发明的金属纳米粒子优选具有立方体、长方体、片状、截角八面体或(正)八面体等主要由平面构成的形状(图5),也可以为球状、椭圆体状、鳞片状等任意形状。

本发明的复合体具有金属纳米粒子整面被PCP覆盖的结构,从外部供给的气体状或液体状的物质通过PCP的一定大小的孔被供给到金属纳米粒子的表面。因此,金属纳米粒子具有催化作用的情况下,本发明的复合体能够由特定的原料(被吸附于PCP的气体)高选择性地得到特定的物质。

金属纳米粒子由金属(包括合金)或金属氧化物构成。

作为金属,可以举出金、铂、银、铜、钌、锡、钯、铑、铱、锇、镍、钴、锌、铁、钇、镁、锰、钛、锆、铪等。作为金属氧化物,可以举出PtO2、CuO、氧化钌(IV)、氧化铑、氧化钌、Fe2O3、Fe3O4、ZnO、氧化锇(IV)等。

作为金属纳米粒子的尺寸,为0.5~200nm左右,优选为1~100nm左右,更优选为5~20nm左右。

本发明的金属纳米粒子可以进行表面处理。作为这样的表面处理,优选由聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯酸酯、聚氧乙烯氧化物(polyoxyethylene oxide)、聚氧乙烯烷基醚、聚乙烯基醇等亲水性聚合物进行表面处理。通过这样的表面处理,能够使其结合亲水性聚合物。或者通过使具有SH基的亲水性聚合物与金属纳米粒子反应,能够导入(表面处理)亲水性聚合物。

本发明的其他实施方式中,使具有SH基和其他反应性基团(例如氨基、羟基、羧基等)的化合物和金属纳米粒子反应而生成金属-S键,使由此导入的其他反应性基团(例如氨基、羟基、羧基等)与配位基和金属离子反应,从而形成PCP层。或者,只要能够通过键合、吸附或相互作用等使作为PCP的构成要素的金属离子或有机配位基存在于金属纳米粒子的表面或表面附近,就可以从该处形成PCP。

应予说明,具有SH基的聚合物、化合物等可以通过光照射而切断与金属纳米粒子的键合,从而能够露出金属纳米粒子表面。这是因为在金属纳米粒子用于催化反应等时,希望活性表面露出。

本发明的复合体可以在金属纳米粒子的稀薄溶液(悬浊液)中以低浓度加入PCP的构成要素(金属离子、配位基)而形成PCP,通过离心分离等手段仅将在PCP的内部包含金属离子的复合体分离而制备。通过这样的手段,因为金属离子没有用硫醇化合物等实施表面处理,所以有能够有效率地进行催化反应的优点。通过超声波等作用进行复合体的制备,还能够缩小复合体的粒子、防止金属纳米粒子的凝集(重叠)。

作为用于在金属纳米粒子的表面导入能构成(能配位键合)PCP的官能团的物质,例如可以举出对巯基苯酚、氨基苯硫醇、对巯基吡啶、对巯基苯甲酸、11-巯基-1-十一烷醇、11-巯基十一烷酸等。介由SH基向金属纳米粒子导入可构成(能配位键合)PCP的官能团时,该官能团可以举出与金属纳米粒子的键合比SH基弱的官能团。金属纳米粒子是金属氧化物的情况下,可以使其通过OH、COOH等含氧官能团与金属纳米粒子键合。

本发明中使用的金属纳米粒子可以按照公知的方法制备。具体而言,可以举出Adv.Funct.Mater.2009,19,189-200中记载的方法。

作为本发明的复合体,例如可以是实施例中使用的进行了表面处理的Pd纳米粒子,其通过下述方式而得到,即,在保护聚合物即聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)与Na2PdCl4的水溶液中加入还原剂以及仅保护(100)面并控制结晶成长的封端剂,并通过还原来制备具有立方体形状的Pd纳米晶体。本发明的复合体可以通过从金属纳米粒子的表面堆积PCP而得到。优选用末端具有与PCP的配位基成分相同的官能团的自组织化单分子膜(SAM)对金属表面进行置换。可以在被SAM置换的金属纳米粒子中加入PCP的原料,进行加热·搅拌,从而制作金属纳米粒子-PCP复合体。

Pd以外的金属纳米粒子也可同样地制备本发明的复合体。

PCP通常为2层以上(例如2~100层、优选为3~50层、更优选为4~30层、特别是4~20层)的、由金属和配位基形成的层,该层重复,但例如金属离子和/或配位基每层变换,实现电子的一系列流动,从而能够用作太阳能电池的元件。

本说明书中,作为PCP,由金属离子和有机配位基构成,也可以包含抗衡阴离子。作为金属离子,优选镁、钙、锰、铁、钌、钴、铑、镍、钯、铜、锌、镉、钛、钒、铬、锰、铂、钌、钼、锆、钪等的离子,更优选镁、锰、铁、钴、镍、铜、锌等金属的离子。金属离子可以使用单一的金属离子,也可以将2种以上金属离子并用。

作为构成PCP的配位基,可以举出在苯、萘、蒽、菲、芴、茚满、茚、芘、1,4-二氢萘、四氢化萘、联苯撑、三邻亚苯、苊烯、苊等的芳香环上键合有2个、3个或4个羧基的化合物(上述配位基可以被F、Cl、Br、I等卤素原子、硝基、氨基、乙酰胺基等酰胺基、氰基、羟基、甲二氧基、乙二氧基、甲氧基、乙氧基等直链或支链的碳数1~4的烷氧基、甲基、乙基、丙基、叔丁基、异丁基等直链或支链的碳数1~4的烷基、SH、三氟甲基、磺酸基、氨基甲酰基、甲基氨基等烷基氨基、二甲基氨基等二烷基氨基等取代基单取代、双取代或三取代),富马酸、马来酸、柠康酸、衣康酸等不饱和二元羧酸,吡嗪、4,4’-联二吡啶、二氮杂芘等可通过2个以上的环内氮原子配位的含氮芳香族化合物(可以通过上述取代基单取代、双取代或三取代)等。配位基为中性时,具有中和金属离子所需的抗衡阴离子。作为这样的抗衡阴离子,可以举出氯化物离子、溴化物离子、碘化物离子、硫酸根离子、硝酸根离子、磷酸根离子、三氟乙酸根离子、甲磺酸根离子、甲苯磺酸根离子、苯磺酸根离子、高氯酸根离子等。

上述包含金属离子和有机配位基的PCP包括薄片状等具有二维微孔的PCP或包含多个薄片在轴向位配位的双座配位基作为构成要素的具有三维微孔的PCP,还可以使用例如以下的具有一维微孔的PCP。

IRMOF-1,Zn4O(BDC)3(H2BDC=苯二羧酸)

MOF-69C,Zn3(OH2)(BDC)2

MOF-74,M2(DOBDC)(H2DOBDC=2,5-二羟基对苯二甲酸,M=Zn,Co,Ni,Mg)

HKUST-1,Cu3(BTC)2(H3BTC=1,3,5-苯三羧酸)

MOF-508,Zn(BDC)(bipy)0.5

Zn-BDC-DABCO,Zn2(BDC)2(DABCO),(DABCO=1,4-二氮杂双环[2.2.2]-辛烷)

Cr-MIL-101,Cr3F(H2O)2O(BDC)3

Al-MIL-110,Al8(OH)12{(OH)3(H2O)3}[BTC]3,

Al-MIL-53,Al(OH)[BDC]

ZIF-8,Zn(MeIM)2,(H-MeIM=2-甲基咪唑)

MIL-88B,Cr3OF(O2C-C6H4-CO2)3

MIL-88C,Fe3O(O2C-C10H6-CO2)3

MIL-88D,Cr3OF(O2C-C12H8-CO2)3

CID-1[Zn2(ip)2(bpy)2](Hip=等酞酸,bpy=4,4'-联吡啶)

本发明中使用的PCP记载于例如以下的文献、总论(Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,2334-2375.;Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,2-14.;Chem.Soc.Rev.,2008,37,191-214.;PNAS,2006,103,10186-10191.;Chem.Rev.,2011,111,688-764.;Nature,2003,423,705-714.)等,但并不限定于此,可以广泛地使用公知的PCP或者今后能够制备的PCP。

PCP和金属纳米粒子的比例(重量比)为PCP1~99重量%:金属纳米粒子99~1重量%,优选为PCP10~50重量%:金属纳米粒子50~90重量%。

被PCP吸附的气体(甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、苯、甲苯等)、金属纳米粒子催化剂(Au、Pt、Pd、Ni等)、其他反应成分(氢、氨、氧、水、硅烷、HCN等)、生成物(甲醛、乙醛、乙酸、甲醇、乙醇等)可以举出以下的组合。应予说明,PCP全都适用。

【表1】

实施例

以下,基于实施例,详细地说明本发明,但本发明不限定于这些实施例是不言而喻的。

实施例1

(1)Pd立方体的合成(图1)

使用立方体型活性金属种(Pd),进行与PCP的复合化的研究。

立方体型Pd是在Na2PdCl4水溶液(17.4mM)中加入聚乙烯基吡咯烷酮(PVP;105mg)、抗坏血酸(60mg)及KBr(300mg),于80℃还原3小时,从而得到表面附着有PVP的Pd纳米粒子(10nm)。

(2)配位基置换(PVP→SAM)

在(1)中得到的Pd纳米粒子的水溶液中加入HOOC-(CH2)10-SH(70mg)的乙醇溶液,于80℃反应1小时,从而使HOOC-(CH2)10-SH介由SH基键合于Pd粒子。

HOOC-(CH2)10-SH因为自活性金属种的表面堆积PCP,所以是为了由在末端具有与PCP的配位基成分相同的官能团(COOH)的自组织化单分子膜(SAM)对金属(Pd)表面进行置换而使用的。

(3)复合化

在由自组织化单分子膜(SAM)对金属(Pd)表面进行了置换的粒子的水悬浊液中,加入Zn(NO3)2/DMF(40mg),于100℃使其反应1.5小时,将Zn离子键合于HOOC-(CH2)10-SH的末端的COOH基,然后加入二羟基1,4-苯二甲酸(10mg)的DMF溶液,于100℃加热·搅拌24小时,由此制备活性金属种-PCP复合体(图1)。

图2中给出得到的复合体的粉末X射线衍射结果。在复合体的粉末X射线衍射图中,分别观测到源自活性金属种和PCP的衍射峰。另外,根据红外吸收谱测定的结果,在与单一的PCP相同的位置有来自PCP的伸缩振动,所以确认了得到目标生成物。已知构成复合体的PCP的XRD峰比单独的PCP宽。该结果显示制备的PCP复合体的PCP的雏晶尺寸小。

于是,为了研究PCP和活性金属种的复合状态,进行使用透射型电子显微镜的高分解能TEM观察以及EDS谱测定。由图3可知,在立方体型的活性金属种周围形成有非常薄的膜。为了对该膜的成分进行研究,进行了EDS谱分析。中心部分得到来自活性金属种和构成PCP的金属离子的谱。另一方面,分析表面部分,仅得到了构成PCP的金属离子成分。成功地得到在活性金属种的周围形成有PCP膜的复合体。迄今为止,没有关于在纳米催化剂表面被覆了PCP的芯·壳型PCP复合体的报告例,该结果为首例。

实际上,为了研究得到的复合体是不是多孔性材料,在77K下进行了氮的吸附等温曲线的测定。图4中给出吸附测定的结果。随着N2压力,在低压力侧观测到源自大孔的吸附,所以显然该复合体具有多孔性。成功地找到了像这样地由PCP被覆活性金属种的周围的方法。

实施例2

将实施例1中得到的复合体用作电极催化剂,实施甲酸氧化反应。将立方体型的活性金属种以及复合体各2.5mg和2.5mg碳糊(CPO)添加到11.5μl乙醇和11.5μl“Nafion(注册商标)”〔杜邦公司制、固体成分浓度5质量%的10倍稀释样品〕的混合溶剂中,照射超声波而制成悬浊液。将23μL该悬浊液涂布于玻碳电极〔直径3mm、电极面积为7.1mm2〕,进行干燥而得到修饰电极。将该修饰电极浸渍到浓度0.5M的硫酸以及1.0M甲酸的混合溶液中,于室温、大气压下、氩环境气氛中,对银-氯化银电极电位,以-0.1~1.00V的扫描范围、10mV/s的扫描速度使电位循环。结果示于图6。

与文献1(J.Phys.Chem.C2010,114,21417-21422)同样,使用Pd粉末时,在0.15V以及0.65V附近能够确认到对应于甲酸的氧化反应的电流峰。复合体中也观测到对应于甲酸的氧化反应的催化剂电流,所以可知该复合体具有催化活性。进而,复合体的甲酸氧化电流值为2mA左右,与立方体型的活性金属种的电流值相比,显示非常高的催化活性,所以可知通过被覆PCP使得催化活性显著提高。

产业上的可利用性

向PCP负载的技术能够广泛用于从均一体系催化剂到以固相直接使用的不均一体系催化剂的各种催化剂开发研究,所以是非常重要的。具体而言,在氨合成、有机反应催化剂(交叉耦合反应、复分解反应等)等诸多方面能够构成对产业界产生影响的基础技术。该复合体作为将氢、甲醇、甲酸等用作燃料的燃料电池的电极催化剂也是有用的。通过使用能够使基质浓缩的PCP,期待高效率地进行反应、显示高电流效率。另外,在使用甲醇、甲酸的体系中,存在作为中间生成物的一氧化碳成为催化剂毒剂,使得电极的催化活性降低的问题,但是通过使用吸附一氧化碳的PCP,PCP能够吸附生成的一氧化碳并释放到体系外,所以能够成为使反应有效率地进行且兼具耐久性的电极催化剂。在电极上的氧化·还原反应中也是有用的,由PCP产生的基质浓缩效果、分子应力等使得能够以更低能耗的电位且有效率地引发反应。用作使CO2还原的电极催化剂时,能够将CO2高密度地引入到PCP微孔内部,与电子反应,生成甲酸、草酸等含氧化合物。另外,通过使PCP微孔内为疏水性,能够迅速地将生成物清除到微孔外,所以能够防止伴随结块(粒子的凝集)的催化活性劣化。另外,在一氧化碳的氧化反应的情况下,也能够通过合成可仅吸附CO、O2的PCP(使其为开放金属位点、仅能够通过CO、O2的微孔径),能够仅浓缩一氧化碳、氧,由内部的金属催化剂使其反应。进行制备碳-碳键必不可少的反应(交叉耦合反应、复分解反应等)时,通过使PCP的微孔内部为疏水性、并控制微孔尺寸,设计成只能引入具有某种尺寸的有机物(基质),能够选择性地使其反应,也能够成为在温和的条件下且具有高选择性的有用的有机反应催化剂。另外,通过向微孔内赋予不饱和位点,能够使其仅吸附例如具有双键的烯烃,使其反应。像这样地考虑PCP的微孔径、微孔内的性质(疏水性·亲水性)、不饱和位点,能够高效率且高选择性地仅使目标基质反应。

金属纳米粒子的PCP复合体及其制造方法专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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