專利名稱：納米顆粒鐵-冠醚復(fù)合物的制備方法
納米顆粒鐵_冠醚復(fù)合物的制備方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種相轉(zhuǎn)移催化法制備納米粒子的鐵-冠醚復(fù)合物。以往，納米鐵(Fe6°)是用硼氫化鈉還原鐵形成的鹽來合成的。這種制備方法通常 較緩慢，而且制備鐵納米粒子的收率較低。這種制備方法制備的納米粒子通常不具有穩(wěn)定 性。缺乏穩(wěn)定性的材料可能很快降低納米粒子的活性。通常，這個過程是在水溶液中進行的，這將降低納米鐵的收率和活性。這些工藝存 在的弊端會降低持續(xù)的生產(chǎn)納米Fe6的商業(yè)可行性。因此，需要一種高收率的制備穩(wěn)定納 米顆粒的催化工藝，尤其是使用鐵鹽制備Fe6。

發(fā)明內(nèi)容
這種制備納米鐵_冠醚復(fù)合物的方法是用有機相和冠類低聚物化合物作為穩(wěn)定 劑的。在室溫下，一種鐵鹽溶液，如莫爾鹽，和一種冠類低聚物化合物在有機溶劑，如二烴基 胺或二乙胺，中混合。加入并混合在二乙胺中的硼氫化鈉。然后，煮沸該混合物，以去除二乙胺，然后將該混合物在氮氣環(huán)境下過濾。加入乙 醇，去除過量的硼氫化鈉。這就形成了保留了納米鐵粒子活性的納米鐵-冠醚復(fù)合物。在 制備過程中，冠醚低聚物還協(xié)助調(diào)節(jié)鐵納米粒子形成的選擇性。
具體實施例方式本方法包含納米粒子的制備，尤其是以冠醚低聚物作為穩(wěn)定劑制備納米Fe6。本方 法能夠得到相對較高的收率，通常高于70%，同時還提供了一種保持納米粒子鐵活性的穩(wěn) 定劑。這種方法是在冠醚存在的條件下，用在二烴基胺中的硼氫化鈉進行還原作用，從鐵鹽 中制備納米Fe6。本方法制備Fe6包含兩相的過程，一個固相和一個有機相。固相是一種鐵鹽， 有機相包含干燥過的二烴基胺，或乙烯二胺，還含有一種低聚物冠醚[I]。含有鐵鹽的 冠化合物I將鐵鹽由固相轉(zhuǎn)移到二烴基胺有機相中，形成復(fù)合物II。在低溫條件下 (o-io°c )，在有機相中加入硼氫化鈉，形成鐵-冠醚復(fù)合物III。這種鐵鹽可能是莫爾鹽， FeSO4X (NH4)2S04x6H20，F(xiàn)eBr2，或其他鐵的有機化合物。這種冠類化合物可以是那些能夠與 鐵鹽形成穩(wěn)定的復(fù)合物，并可以用作納米鐵的穩(wěn)定劑的冠類化合物，例如，在大環(huán)上含有兩 個氮原子的[2，2，2]_穴醚、[2，2，1]_穴醚或冠類低聚物化合物。
權(quán)利要求
1.一種制備納米Fetl6-冠醚復(fù)合物的方法，包括以下步驟在第一個指定的溫度下，制備大環(huán)上含有兩個氮原子的冠醚低聚物與鐵(II)復(fù)合物 的二烴基胺或乙稀二胺溶液；加入指定量的含有硼氫化鈉的乙稀二胺溶液，然后按照第一個指定的時間長度混合所 得物。加熱上述混合物至第二個指定的溫度，然后按照第二個指定的時間長度煮沸該混合物。在氮氣環(huán)境下過濾上述混合物；在上述混合物中加入乙醇以去除過量的NaBH4，然后繼續(xù)煮該混合物直至去除至少一 半的乙烯二胺；然后降溫至低于5°C以沉淀得到納米Fetl6-冠醚復(fù)合物CWFe6。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，指定的鐵鹽為FeSO4· (NH4)2SO4 · 6H20o
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一個指定溫度范圍是在0° 10°C。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，第二個指定溫度范圍是在15° 25°C。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，冠類低聚物選自大環(huán)上含有兩個氮原子的冠類低 聚物化合物所組成的組中。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，冠類低聚物選自大環(huán)上至少含有3個氮原子的穴醚 和冠醚化合物所組成的組中。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在大環(huán)上含有氮原子的冠類低聚物化合物和穴醚 與納米鐵粒子(Fe6° )絡(luò)合，這種復(fù)合物中，一個帶正電的鐵離子占據(jù)一個冠化合物的腔， 一個帶負(fù)電的相同的多鐵的陰離子被保留在腔外。
8.一種穩(wěn)定納米粒子Fe6°的方法，包括通過冠類低聚物的冠醚環(huán)上的氮原子被電子 轉(zhuǎn)移到納米鐵的空電子軌道上使Fe6°進入大環(huán)化合物的腔，從而使納米粒子具有較高的 電子密度的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的方法進一步包括，在柴油燃料中加入制備的納米粒子Fe6°-冠 醚復(fù)合物以減少燃料燃燒時氮氧化物的排放。
10.如權(quán)利要求1所述的方法進一步包括，使用制備的納米粒子Fe6°-冠醚復(fù)合物作 為潤滑油的抗腐添加劑。
11.如權(quán)利要求1所述的方法進一步包括，在液態(tài)烴制備過程中，使用制備的納米Fe納 米粒子物_冠醚復(fù)合物作為二級回收過程的添加劑，從而增加注水操作的波及效率和回收 率。
全文摘要
通過一種鐵鹽溶液和含有一種冠類低聚物化合物的二烴基胺或乙二胺來制備一種穩(wěn)定的納米-Fe6-鐵-冠醚復(fù)合物。在0-10℃條件下加入硼氫化鈉(NaBH4)和二烴基胺或乙稀二胺。加熱該混合物至室溫并煮沸，這樣形成的鐵(II)-硼氫化物復(fù)合物(Fe(BH4)2)轉(zhuǎn)化為一種冠醚-鐵-氫化物復(fù)合物[CWFe06]·(2H)6。在更高溫度下，這種最終的復(fù)合物轉(zhuǎn)化為Fe06-冠納米復(fù)合物。
文檔編號C10M139/00GK101993458SQ201010247378
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者A·L·沙巴諾維, E·M·拉瑪澤諾瓦, U·A·蓋斯諾瓦 申請人:阿莎康姆集團投資公司