Page 84 - 《精细化工》2022年第1期

第 39 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.39, No.1
202 2 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2022

功能材料
空心纳米 Ni@SiO 复合材料的制备及其催化性能
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高 睿 ，韩美玲 ，黄丽丽 ，王添巍 ，张淑芬 ，吕荣文
（1. 大连理工大学 精细化工国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2. 大连海事大学 航海学院，辽宁 大
连 116026）
摘要：分别在非离子表面活性剂聚醚 L44、聚醚 L64、壬基酚聚氧乙烯醚 NP-7、脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-7、曲
拉通 X-100 和聚乙二醇十六烷基醚（Brij-58）与环己烷构成的反相微乳液体系中，从 Ni(NO 3 ) 2 出发，经水合肼
还原、正硅酸四乙酯水解包覆、焙烧、还原，得到不同结构的空心纳米 SiO 2 包覆镍（Ni@SiO 2 ）复合材料。通
过 TEM、XRD 表征材料结构和组成。结果显示，以聚醚 L44、聚醚 L64、NP-7、AEO-7 和曲拉通 X-100 为模
板时，制备出管状空心纳米 Ni@SiO 2 ；以 Brij-58 为模板剂时，制备出球形空心 Ni@SiO 2 -Brij-58。对空心
Ni@SiO 2 -Brij-58 形成机理进行了研究。以催化 NaBH 4 还原对硝基苯酚为模型反应，研究了空心 Ni@SiO 2 -Brij-58
的催化性能，结果表明，15 min 内反应完全，对硝基苯酚转化率 97.6%。
关键词：Ni@SiO 2 ；反相微乳液体系；非离子表面活性剂；催化；功能材料
中图分类号：O69 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 01-0074-06

Synthesis and catalytic activity of hollow nano Ni@SiO 2 composites

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GAO Rui , HAN Meiling , HUANG Lili , WANG Tianwei , ZHANG Shufen , LYU Rongwen
（1. State Key Laboratory of Fine Chemicals, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China;
2. College of Navigation, Dalian Maritime University, Dalian 116026, Liaoning, China）
Abstract: Nickel nitrate was added into the reverse micelle systems formed by cyclohexane and non-ionic
surfactants polyether L44, polyether L64, nonyl phenol ethoxylate NP-7, alcohol polyoxyethylene ether
AEO-7, Triton X-100 and polyethylene glycol hexanyl ether (Brij-58), respectively. And the above systems
were reduced by hydrazine hydrate, coated by tetraethyl orthosilicate hydrolysis, roasted and reduced to
give hollow nano SiO 2 coated nickel (Ni@SiO 2) composites with different structures. The as-synthesized
products were characterized by TEM and XRD. The results showed that hollow spherical Ni@SiO 2
composite (Ni@SiO 2-Brij-58) was obtained using Brij-58 as template and hollow tubular Ni@SiO 2
composites were prepared using polyether L44, polyether L64, nonyl phenol ethoxylate NP-7, alcohol
polyoxyethylene ether AEO-7 and Triton X-100 as templates. The formation mechanism of Ni@SiO 2-
Brij-58 was also investigated. The reduction of p-nitrophenol in the presence of a catalytic amount of
NaBH 4 as model reaction was used to test the catalytic activity of Ni@SiO 2-Brij-58. It was found that the
reaction was complete within 15 min, and the conversion rate of p-nitrophenol was 97.6%.
Key words: Ni@SiO 2; reverse microemulsion system; non-ionic surfactants; catalysis; functional materials

空心核-壳纳米材料 [1-5] 具有低密度、高比表面 构可以阻止纳米粒子发生团聚，使金属催化剂和壳体之
积、良好热稳定性等特点，在催化纳米反应器、控 间的相互作用更有效，赋予催化剂更高的催化性能 [17-19] 。
制释放、传感及药物输送等领域表现出优越的性能 已有研究证实，通过 SiO 2 稳定的金属催化剂具
[6-11] 。由于金属纳米粒子具有较高的表面能，通过核- 有良好的催化加氢活性，特别是金属镍，其在自然

壳结构对纳米金属粒子催化剂进行包覆 [12-16] ，这种结 界中大量存在，并且价格较为低廉。因此，通过不

收稿日期：2021-03-06; 定用日期：2021-06-11; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210413
基金项目：国家自然科学基金（22078044）；大连高层次人才创新支持计划（2019RD06）
作者简介：高 睿（1993—），男，硕士生。联系人：吕荣文（1961—），女，教授，E-mail：lurw@dlut.edu.cn。