一种Au-Pd/石墨烯催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种Au-Pd/石墨烯催化剂及其制备方法和应用，以氧化石墨烯、HAuCl₄、H₂PdCl₄和NaBH₄为原料，经一步回流制得Au-Pd双金属合金负载石墨烯催化剂。本发明首次将Au-Pd/石墨烯催化剂用于无溶剂热催化选择性氧化苯甲醇和催化还原对硝基苯胺，具有高催化效率和高的选择性。该催化剂制备方法简单，以低温热能为驱动能，用于有机物的选择性氧化还原，有利于环境和能源的可持续发展。

主权项

一种Au‑Pd/石墨烯催化剂的应用，其特征在于：将95 mg的氧化石墨烯超声分散在100 mL去离子水中，随后加入1.27 mL 10 mM的HAuCl₄和2.35 mL 10 mM的H₂PdCl₄溶液，并搅拌0.5 h，在搅拌的条件下，慢慢滴加50 mL 0.15 M的NaBH₄溶液，接着将反应液加热到100℃回流24 h，反应结束冷却至室温后，采用过滤的方法使固液分离、将固体用水洗涤、并置于60℃烘箱中烘干得2.5 wt %Au‑2.5 wt %Pd/石墨烯催化剂；所制得的2.5 wt %Au‑2.5 wt %Pd/石墨烯催化剂用于无溶剂热催化选择性氧化苯甲醇到苯甲醛和还原对硝基苯胺到对苯二胺：在100 mL热催化反应釜中，加入 50 mg 2.5 wt %Au‑2.5 wt %Pd/石墨烯催化剂和20 mL苯甲醇并搅拌混合均匀，所述的2.5 wt %Au‑2.5 wt %Pd/石墨烯催化剂在100 ℃、3个大气压氧气和1500转/分钟的条件下，苯甲醇催化反应8 h，其转化率为86%，得到苯甲醛的选择性为83%；将80 mg的NaBH₄和160 mL浓度为10 ppm的对硝基苯胺混合均匀，再加入5 mg的2.5 wt %Au‑2.5 wt %Pd/石墨烯催化剂，所述的2.5 wt %Au‑2.5 wt %Pd/石墨烯催化剂在室温25℃和NaBH₄溶液条件下，对硝基苯胺催化反应4 min，其转化率为98%，得到对苯二胺的选择性为98%。