钴锰非均相催化剂的制备及在芳香化合物催化中的应用

发布时间：2021-03-03 19:24

　　近些年来,随着对催化反应的深入研究,各种催化剂被广泛地开发出来,尤其是非均相催化剂。非均相催化剂不仅克服了均相催化剂难以回收利用的缺点,也解决了贵金属流失、重金属污染等难题。在非均相催化剂中,载体材料的选择极为重要,显著影响了催化反应。基于此,我们设计了两种多孔材料负载的过渡金属非均相催化剂,分别用于有机物的催化氧化和还原反应。首先通过一步热解氧化石墨烯、邻菲罗啉和硝酸钴,从而合成了氮掺杂石墨烯负载的钴基催化剂。所制备的催化剂在温和的条件下（120 ℃、2 MPa氢气初始压力和3 h）对对硝基甲苯加氢具有优越的催化性能（转化率和选择性均超过99%）和高转换频率（TOF值为101.6h-1）,并在五个循环周期后仍能保持较高的催化性能。通过一系列的表征和控制实验,揭示了 Co和N之间的协同效应,金属Co和四元N被证明是活性组分,Co的添加有利于生成四元N。同时,邻菲罗啉的加入也有助于形成更多的金属Co。Co先和邻菲罗啉螯合再负载到石墨烯上被证明是能够产生更小的和更均匀的纳米粒子的最佳组合,同时可以提供丰富的活性位点,进而提高催化剂的活性。除了还原反应催化剂,我们还以邻菲罗啉为含氮配体,采用... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

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ａ?Ａ＆??图１．１几种常见的金属有机骨架（ＭＯＦｓ）材料示意图，其中ａ－ｄ分别为Ｕ１０－６６、ＺＩＦ－６７、??ＨＫＵＳＴ－丨和狐－５３??金属有机骨架（ＭＯＦｓ）作为一种新型的具有可调控的有机配体和中心金属??的稳定、可循环利用的复合材料，在多相催化的实际应用中有着广阔的应用前景??［３３］，其大的表面积、适当的微孔孔隙和高度有序的晶体结构可以提供均一的、??密闭的催化位点。同时，ＭＯＦｓ可以使反应物处在合适的位置，降低反应过渡态??能量，使反应的熵损失最小化，和生物酶一样具有高效的催化活性［３４］。此外，??ＭＯＦ的周期性结构和对活性位的隔离可以防止多分子催化剂的失活，延长催化??剂的使用寿命。＼＾１＾［３５］等人利用双金属ＭＯＦｓ为前驱体制备得到了高度分散的??Ｎｉ－Ｃｏ合金，对糠醇加氢具有优异的催化效果。此外，ＭＯＦ基催化剂也被广泛??４??

??别是ＳＢＡ－１５和ＳＢＡ－１６，具体结构如图１．２所示。??ＳＢＡ－１５?ＳＢＡ－１６??图１．３?ＳＢＡ－Ｎ系列氧化硅纳米材料结构示意图１４４１??（３）?ＫＩＴ－Ｎ?系列??ＫＩＴ－Ｎ系列是由１＾〇〇｜４５］等人首先得到的一类无序介孔氧化硅材料，ＫＩＴ－１??是以硅酸钠为前驱物，十六烷基三甲基氯化铵为模板，乙二胺四乙酸四钠盐为添??加剂制备的。ＫＩＴ是韩国先进科学技术研究所的简称，ＫＩＴ－１具有比表面积高、??孔径均一的优点，广泛应用于物质吸附、分离、传送，具有巨大的应用潜力。??ｌＡｉｆ??ＫＩＴ－５?ＫＩＴ－６??图１．４?ＫＩＴ－Ｎ系列氧化硅纳米材料结构示意图［４６１??（４）


本文编号：3061800