本技术涉及催化剂技术领域,特别是一种利用水滑石纳米反应器层间限域效应的双功能催化剂及其制备方法和应用。该催化剂具有独特的结构和性能,能够有效提升催化效率。
背景技术
随着城市化和工业化的快速发展,人类活动释放的氯代有机物不断增加,对大气、土壤、水资源造成污染,严重危害身体健康。因此,开发高效的有机氯代物转化技术刻不容缓。目前,工业上最常用的方法是物理吸附法、生物降解法、化学还原法,其中化学还原法可将氯代有机物转化为高附加值产物,是一种操作简单、无二次污染、原子经济性高的途径,在含氯污染物处理方面具有良好的应用前景。然而,传统催化剂由于活性低、选择性差、运转周期短等问题,限制了大规模工业应用。
纳米反应器由于具有空间限域效应,促使催化反应产生的过渡态可以在分子/原子尺度进行调控,从而实现协同、串联、耦合,在催化性能强化方面受到了广泛的关注。然而,关于纳米反应器中的催化反应过程的研究尚不清晰,如纳米反应器中多功能基团(金属配合物、金属纳米粒子)的可控定向生长和稳定分散。因此,纳米反应器的合理设计和精准构筑对于提升催化反应性能至关重要。
层状复合金属氢氧化物(Layered double hydroxides,LDHs)是一种多功能阴离子型层状化合物,俗称水滑石。由于LDHs层间限域效应以及阴离子的可交换性,被用作纳米反应器,为新型高效催化剂的制备提供了创新平台。
实现思路