锡锌氧化物负载的金催化剂在一氧化碳氧化反应中的“构效”关系研究
[Abstract]:This paper consists of two independent parts: the "structure-activity relationship" of gold-based catalysts for CO oxidation and the preliminary study of molybdenum-based catalysts for propylene epoxidation. As a new type of catalysts, GOLD-SUPPORTED metal or non-metallic oxides have attracted much attention. In the long-term studies, it has been found that the structure and support properties of gold play an important role in the performance of catalysts. Tin-zinc complex oxides (Zn_2SnO_4) are a kind of perovskite compounds with high proton conductivity and abundant oxygen vacancies. At present, they are mainly used in solar cells, gas sensors and photocatalysis. There are no reports on the catalytic oxidation of CO with gold supported on Zn_2SnO_4 as a carrier. It is not known whether Zn_2SnO_4 is a good carrier, how its structure affects the size and structure of Au, and how the structure of Au/Zn_2SnO_4 is related to its activity. In this work, 0.7 wt.% gold was loaded on a new type of oxide carrier, zinc-tin complex oxide (Zn_2SnO_4). The texture properties of the carrier can be adjusted by the ratio of alkaline hydrazine hydrate (N_2H_4.xH_2O) to metal ions (Zn~ (2+) between 4/1, 8/1 and 16/1. Nowadays, the gold catalyst exhibits the highest activity when N_2H_4.xH_2O/Zn~ (2+) = 8/1, but when N_2H_4.xH_2O/Zn~ (2+) = 16/1, the activity decreases to nearly pure Zn_2SnO_4. Nitrogen adsorption and desorption, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), high angle ring dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM), X-ray photoelectron microscopy (XPM), etc. Energy dispersive spectroscopy (XPS), X-ray absorption fine structure spectroscopy (XAFS) and hydrogen temperature programmed reduction (H2-TPR) were used to investigate the structure of gold catalysts before and after the reaction. It was found that the texture (pore volume and pore size distribution) of supported oxides was very important to the size of gold particles, which determined the size of Au-Zn_2SnO_4 catalyst. Propylene oxide is an important basic organic chemical material. The second part of this paper focuses on the research and development of a new catalyst for the direct one-step production of propylene oxide from propylene through molecular oxygen instead of multi-step reaction. MoO_3/SiO_2 has a high catalytic capacity for propylene epoxidation. The results also show that Bi-P-Mo matrix has been obtained. The epoxidation of propylene follows the mechanism of free radical reaction. SiO_2 supported TiO_2 catalyst exhibits good PO yield and selectivity. In this experiment, we studied the preparation method of the material and the effect of the addition of promoters on the morphology of the catalyst. The results show that the modification of promoter K+ has a very large effect on the morphology of MoO_3-SiO_2 sample. MoO_3 is spherical after K + modification, and acicular MoO_3 after K + modification. Na + modification has little effect on the morphology of MoO_3-TiO_2, and there is no obvious difference in the results. In addition, other synthetic methods such as hydrothermal synthesis, dissolution are also used. Mo-based and Ti-based catalysts were prepared by sol-gel method. It was found that the crystallinity of Mo_3-SiO_2 catalysts prepared by sol-gel method was better than that by impregnation method. All samples synthesized by hydrothermal method showed that the supported phase was observed by X-ray diffraction (XRD). X-ray absorption fine structure spectroscopy (XAFS) analysis showed that Mo existed as oxidized state in the catalyst.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36
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,本文编号:2184628
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