Pt-Sb双金属催化剂催化甘油氧化制备二羟基丙酮

发布时间：2018-01-14 09:27

本文关键词：Pt-Sb双金属催化剂催化甘油氧化制备二羟基丙酮　出处：《华东理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：甘油作为一种多羟基化合物,是生物质转化的重要基础原料。通过甘油氧化制备高附加值的精细化学品二羟基丙酮(DHA),近年来被认为是最具经济效益的甘油利用途径之一。大量研究表明,以Bi或Sb为助剂修饰的Pt基贵金属催化剂用于甘油氧化制备DHA表现出良好的催化性能,但相比Pt-Bi,Pt-Sb双金属催化剂催化氧化甘油不仅显示更高的DHA选择性,还有效抑制了C-C键的断裂。因此,本文从高效的Pt-Sb双金属催化剂入手,基于实验设计,结合多种催化剂表征技术,着重研究了Pt-Sb双金属催化剂催化氧化甘油反应的粒径效应、Pt-Sb双金属催化剂的结构与性能调控以及Sb在其中的作用机制。(1)通过调变催化剂的负载量制备得到了不同粒径的碳纳米管(CNTs)负载的Pt-Sb双金属催化剂(Pt-Sb/CNTs),考评了其催化非碱性条件下甘油氧化的性能。结果显示,相对于单金属Pt/CNTs催化剂,Pt-Sb/CNTs催化剂表现出较高的DHA选择性和甘油氧化活性,表明Pt和Sb之间的协同作用促进了甘油氧化活性及DHA选择性的提高；甘油氧化反应的初始活性与Pt-Sb/CNTs催化剂粒径之间呈“火山型”曲线关系,表明该催化剂上甘油氧化反应为典型的结构敏感性反应；相对于小粒径的Pt-Sb/CNTs催化剂,大粒径的更有利于DHA的生成,并且抑制了甘油酸的生成和C-C键的断裂,从而提高了DHA的收率以及C原子的有效利用率。(2)通过调控前驱体中Pt/Sb的配比分别制备了包含不同合金相(Pt3Sb1和Pt1Sb1)的Pt-Sb/CNTs双金属催化剂,并比较了Pt-Sb/CNTs催化剂水洗前后其催化甘油氧化的性能。结果表明,Pt3Sb1合金结构的催化剂不仅比Pt1Sb1具有更高的催化反应活性,而且提高了DHA的选择性。反应初始时,起催化作用的可能主要是PtSb合金。随着反应的进行,Sb会不断离析到反应液中,其可能会对催化剂颗粒Pt表面进行动态修饰,促进了甘油的进一步转化以及DHA的形成。但与此同时,反应液中甘油酸等酸性产物的浓度不断增加,导致其在催化剂颗粒表面的吸附量增多,不利于Sb离子对Pt的动态修饰,也可能会堵塞部分有利于DHA形成的活性位,从而导致DHA选择性的降低。
[Abstract]:A Pt - Sb / CNTs bimetallic catalyst ( Pt - Sb / CNTs ) with different particle diameters was prepared by oxidation of Pt - Sb / CNTs catalyst .

【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TQ224.223

【参考文献】