介孔碳复合体负载纳米金催化剂抗中毒性能探究

发布时间：2017-10-22 03:35

  本文关键词：介孔碳复合体负载纳米金催化剂抗中毒性能探究

  更多相关文章： 金 巯基 对硝基苯酚 抗中毒性

【摘要】：多孔碳负载纳米Au催化剂被应用于选择氧化、加氢领域,展现较Pt族催化剂更优的选择性和抗中毒性能。但Au与碳载体的亲合力差,在催化剂制备的焙烧甚至还原过程中易团聚,且在反应中易流失,可能导致活性下降。此外,含硫化合物存在导致纳米Au催化剂中毒也是限制其应用的障碍之一。因此,本文提出利用巯基功能化介孔聚合物载体负载Au,获得纳米Au催化剂。将其用于对硝基苯酚还原反应,考察催化剂中S含量对催化性能的影响,及抗含硫、含氮化合物的中毒性能。首先,以巯基功能化介孔聚合物为载体,利用巯基与金的配位作用,稳定Au物种。研究了热解温度和时间对金纳米粒子尺寸以及催化剂中硫含量影响。结合XRD、TEM数据可知,材料具有有序的介观结构。即使热解温度为600℃,金纳米粒子尺寸控制约为3.1 nm。元素分析、ICP-AES、XPS结果表明,随热解温度升高,S含量逐渐下降(质量分数由9.2%下降到0.7%),表明SO2等小分子的脱除;Au含量逐渐增加(质量分数由1%上升到1.4%),主要是由于炭化过程小分子脱除导致载体质量损失。进一步探究了巯基含量对催化剂在硝基苯酚还原反应中催化活性的影响。结果表明,以过量NaBH4为还原剂时,催化剂中S含量对纳米Au催化剂转化数(TOF)没有显著影响。Au-SH-OMC-as-made(S:Au=63:1),4-NP的TOF可达4.3 min-1,与炭化后去除S物种的纳米Au催化剂活性相当。催化剂热解过程中表面沉积碳物种是导致催化剂随着热解温度升高(250-600℃)活性下降的主要原因。升高热解温度和延长时间去除表面积碳,可提高催化剂活性。从中毒试剂的溶解度、空间效应、电子效应、浓度等方面考察了不同巯基含量金催化剂的抗中毒性能。在水中溶解度大的中毒试剂CN2H4S和NaSCN表现出的抗中毒性要比在水中溶解度小的中毒试剂C3H8S、C12H26S和C9H7N表现出的抗中毒性强,巯基含量高的Au-SH-OMC-as-made和Au-SH-OMC-BH抗中毒性更差;含有较长碳链的硫醇在金催化剂表面的强吸附,以及较长碳链可能带来的空间位阻作用,对催化剂中毒作用最为明显;氮与金配位作用弱于巯基,导致喹啉对催化剂中毒程度较弱;通过热解消除S物种的催化剂抗中毒性越强,即使加入CN2H4S(nCN2H4S:nAu=40:1)时,催化剂也不发生中毒现象。
【关键词】：金 巯基 对硝基苯酚 抗中毒性
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-26
• 1.1 介孔材料简介9-16
• 1.1.1 介孔材料的发展史10-12
• 1.1.2 介孔材料的合成方法12-14
• 1.1.3 介孔材料的合成机理14-15
• 1.1.4 介孔材料的应用15-16
• 1.2 金的研究现状16-18
• 1.2.1 金催化剂的发现16-17
• 1.2.2 金催化剂的制备方法17-18
• 1.3 金与配体18-25
• 1.3.1 金与含硫配体20-24
• 1.3.2 前景展望24-25
• 1.4 论文选题25-26
• 第二章 不同巯基含量金催化剂的合成及催化测试26-47
• 2.1 引言26-28
• 2.2 实验部分28-31
• 2.2.1 原料与试剂28
• 2.2.2 A阶酚醛树脂的合成28-29
• 2.2.3 巯基功能化介孔聚合物复合体材料的制备29
• 2.2.4 纳米Au催化剂的制备29-30
• 2.2.5 催化剂表征30-31
• 2.2.6 催化剂活性测试31
• 2.3 结果与讨论31-46
• 2.3.1 热解温度对纳米金催化剂结构的影响31-38
• 2.3.2 热解时间对纳米金催化剂结构的影响38-39
• 2.3.3 还原方法对纳米金催化剂结构的影响39-40
• 2.3.4 对硝基苯酚的催化还原40-43
• 2.3.5 催化剂稳定性的研究43-46
• 2.4 本章小结46-47
• 第三章 不同巯基含量金催化剂抗中毒性的研究47-56
• 3.1 引言47-48
• 3.2 实验部分48
• 3.2.1 原料与试剂48
• 3.2.2 纳米Au催化剂的制备48
• 3.2.3 中毒实验48
• 3.3 结果与讨论48-55
• 3.3.1 溶解度的影响49-53
• 3.3.2 空间结构的影响53-54
• 3.3.3 电子效应的影响54
• 3.3.4 浓度的影响54-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第四章 全文总结56-57
• 参考文献57-67
• 附录一 缩写说明67-69
• 附录二 作者简历69-71
• 致谢71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 龚惠娟,陈泽智;车用尾气催化剂催化特性的模拟[J];计算机与应用化学;2000年05期

2 陈泽智,陶建幸,龚惠娟;车用尾气催化剂工作性能的模拟与分析方法[J];计算机与应用化学;2001年Z1期

3 王嵩;毛东森;吴贵升;郭晓明;卢冠忠;;铜/氧化锆催化剂的制备及应用研究进展[J];化工进展;2008年06期

4 赵海;张德祥;高晋生;;稀土掺杂铁锰脱硝催化剂的制备及其性能研究[J];煤炭转化;2011年04期

5 ;轻油制氢烧结型催化剂降低煅烧温度和催化剂中镍含量初步研究[J];胜利石油化工;1976年03期

6 秦永宁;烃类水蒸汽转化制氢催化剂初步设计[J];天津大学学报;1978年02期

7 南化公司研究院二室钒催化剂组;美国进口硫酸钒催化剂剖析报告[J];硫酸工业;1979年02期

8 刘金香;高秀英;;热重法用于天然气蒸汽转化催化剂的筛选和还原条件的考察[J];石油化工;1980年07期

9 杨孔章;刘传朴;;氢气脉冲色谱法测定催化剂中镍表面积[J];石油化工;1980年10期

10 李树本;;多组份钼酸盐催化剂丙烯氨氧化性能的研究[J];石油化工;1981年07期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李文鹏;徐显明;郁向民;李方伟;裴皓天;李影辉;;天然气二段蒸汽转化催化剂的分析表征[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年

2 汪国军;吴粮华;陈欣;谢在库;;丙烯腈新型催化剂研制[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年

3 郑俊娴;王远洋;;相催化剂微粒聚集分维特征的模拟研究[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年

4 周晓奇;李速延;;变换催化剂的现状及其发展趋势[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年

5 张鸿喜;吴君璧;宋美婷;李海涛;亢丽娜;赵永祥;;水热条件下Ni/La_2O_3-SiO_2-Al_2O_3催化剂结构演变[A];第十届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2013年

6 欧阳平;姚金华;陈国需;李华峰;;摩擦催化反应中机械摩擦作用对催化剂的影响[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年

7 刘智;黄海兵;张新莉;甄洪鹏;义建军;黄启谷;杨万泰;张明革;高克京;李红明;;高活性TiCl_4/SiO_2/AlEt_3催化剂淤浆聚合制备宽峰分布聚乙烯[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

8 杨述芳;陶若虹;徐树元;任宏俊;;催化剂的壁厚设计与寿命管理[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集（第三卷）[C];2012年

9 韩哲;张冬菊;李国平;武剑;刘成卜;;Ziegler-Natta催化剂下α-烯烃聚合反应中若干问题的理论研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年

10 洪景萍;;山梨醇和钌助剂添加对二氧化硅担载钴基催化剂结构及其费托合成性能影响的原位表征研究[A];中国化学会第28届学术年会第1分会场摘要集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 覃泽文;催化剂助氢气轻松储存[N];中国能源报;2009年

2 仇国贤;原位晶化催化剂降物耗能耗[N];中国化工报;2009年

3 特约记者 张晓君　萧兵;科技创新降低能耗提高效率[N];中国石油报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 周功兵;液相苯部分加氢制环己烯新型钌催化剂的研究[D];复旦大学;2014年

2 刘洋;基于POC和SCR技术降低车用柴油机颗粒物和氮氧化物排放的研究[D];山东大学;2015年

3 伍士国;基于CTAB辅助制备的FeMnTiO_x催化剂NH_3-SCR脱硝的性能研究[D];南京大学;2015年

4 曹朋;丁腈橡胶溶液加氢催化剂的制备及活性研究[D];北京化工大学;2015年

5 王芬芬;纤维素催化转化制备乳酸[D];陕西师范大学;2015年

6 王秋麟;钛基催化剂催化降解氯苯和二VA英的基础研究[D];浙江大学;2015年

7 郭跃萍;电沉积制备非晶态Co基薄膜催化剂硼氢化钠制氢研究[D];兰州大学;2013年

8 汤常金;固相法制备金属氧化物催化材料及其消除CO、NO性能研究[D];南京大学;2011年

9 孙传智;TiO_2基催化剂的制备、表征及其在环境催化中应用的基础研究[D];南京大学;2011年

10 杜玮辰;负载型加氢金属催化剂的制备及其应用[D];浙江大学;2016年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 段志敏;甲烷二氧化碳重整反应镍基和钴基催化剂的制备及性能研究[D];内蒙古大学;2015年

2 马茹瑰;CO_2加氢合成甲醇Cu-ZnO-ZrO_2催化剂的制备与性能研究[D];昆明理工大学;2015年

3 何贞泉;Cu/γ-Al_2O_3催化剂对HCN的催化水解性能研究[D];昆明理工大学;2015年

4 陈新怡;超临界甲醇中纤维素半纤维素催化转移加氢液化研究[D];昆明理工大学;2015年

5 陈雅;M41S及SBA-15介孔分子筛固载硅钨酸催化剂的制备表征及催化性能研究[D];郑州大学;2015年

6 李博;过渡金属复合物催化剂催化二氧化碳加氢反应的研究[D];兰州大学;2015年

7 邢婉贞;硅烷偶联剂改性硅胶催化双氧水的Baeyer-Villiger反应研究[D];南京理工大学;2015年

8 郭瑜;负载型铁基纳米金催化剂的制备及其构效关系研究[D];山东大学;2015年

9 张信莉;Mn改性γ-Fe_2O_3催化剂低温SCR脱硝性能研究[D];山东大学;2015年

10 孙帅帅;CuO/CeO_2的浸渍法制备及其催化CO氧化性能[D];上海应用技术学院;2015年

，

本文编号：1076608