铜/碳纳米复合催化剂合成碳酸二甲酯性能研究

发布时间：2021-04-26 06:04

　　在纳米催化中,通过活性物种的尺寸效应来提高目标催化剂的反应活性是一项极具挑战的研究工作。利用载体与活性物种之间的强相互作用力稳定金属粒子,获得高分散度、小粒径的纳米催化剂,可以充分暴露催化活性中心进而提高催化性能。前期研究显示,在甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯（DMC）反应中,碳基材料负载金属铜催化剂表现出显著的尺寸效应,即铜纳米粒子的晶粒尺寸越小,反应活性越高。而且,由于铜纳米晶的表面能极高,容易在反应过程中发生团聚,导致活性降低。因此,如何有效控制铜纳米粒子的尺寸及其分散度,成为提升炭负载铜催化剂性能的关键。近年来,采用离子交换树脂作为碳源,制备负载型金属催化剂中引起越来越多的关注。离子交换树脂表面含有丰富的官能团,通过与金属盐溶液进行离子交换作用,将金属离子引入到树脂表面,经过高温炭化、还原处理即可得到炭负载金属催化剂,是一种制备高分散纳米金属催化剂的新途径。此外,最近空心碳包覆纳米金属粒子复合材料备受关注。一方面,可以利用碳壳的阻隔作用限制了相邻金属颗粒的聚集,另一方面,可提供适于反应的特定微环境,为制备高稳定性催化剂提供了新思路,最近成为碳材料及多相催化领域新的研究热点。本文针... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述及选题
    1.1 选题背景
    1.2 DMC简介
        1.2.1 DMC性质及合成工艺
        1.2.2 甲醇氧化羰基化法合成DMC催化剂
    1.3 碳负载型铜基催化剂的制备方法
        1.3.1 浸渍法
        1.3.2 沉淀沉积法
        1.3.3 高能球磨法
        1.3.4 微波热解法
    1.4 碳化树脂负载金属催化剂及其应用
    1.5 核壳结构催化剂的合成及其应用
        1.5.1 核壳结构催化剂
        1.5.2 碳包覆金属催化剂
    1.6 选题思路、研究内容及创新点
        1.6.1 选题思路
        1.6.2 研究内容
    参考文献
第二章 实验部分
    2.1 实验药品及仪器
        2.1.1 化学药品及所用气体
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂结构表征
        2.2.1 X-射线衍射 （XRD）
        2.2.2 热重-质谱分析 （TG-MS）
        2.2.3 傅里叶红外 （FT-IR）
        2.2.4 X射线光电子能谱 （XPS）
        2.2.5 扫描电子显微镜 （SEM）
        2.2.6 透射电子显微镜 （TEM）
2O-H₂氧化还原滴定">        2.2.7 N₂O-H₂氧化还原滴定
        2.2.8 比表面积测定 （BET）
        2.2.9 X射线近边精细吸收谱 （XANES）
    2.3 催化剂活性评价
        2.3.1 气相反应
        2.3.2 液相反应
        2.3.3 产物分析
        2.3.4 数据处理
    参考文献
第三章 碳纳米微球负载铜催化剂的制备及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 CU/CSS催化剂制备
        3.2.1 树脂预处理
        3.2.2 前驱体制备
        3.2.3 高温焙烧
    3.3 催化剂结构表征
2吸附">        3.3.1 N₂吸附
        3.3.2 XRD
        3.3.3 TEM
2O-H₂氧化还原滴定">        3.3.4 N₂O-H₂氧化还原滴定
        3.3.5 TG-MS-DTG
        3.3.6 FT-IR
        3.3.7 XPS
        3.3.8 XANES
    3.4 活性评价结果
        3.4.1 反应活性
        3.4.2 稳定性
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 核壳型碳包覆铜催化剂的制备及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 CU@HCS催化剂的制备
        4.2.1 中空碳球的合成
        4.2.2 Cu粒子组装
    4.3 催化活性评价
        4.3.1 反应活性
        4.3.2 催化剂稳定性评价
    4.4 HCS及CU@HCS的结构表征
        4.4.1 HCS结构表征
        4.4.2 Cu@HCS结构表征
        4.4.3 反应后催化剂的结构表征
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 总结与建议
    5.1 全文总结
    5.2 主要创新点
    5.3 建议
致谢
在读期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]单原子催化——概念、方法与应用[J]. 靳永勇,郝盼盼,任军,李忠.  化学进展. 2015(12)
[2]沉淀沉积法制备活性炭负载铜基催化剂及其氧化羰基化[J]. 王瑞玉,郭明,李忠.  燃料化学学报. 2015(09)
[3]Cu/AC催化剂制备方法对气相甲醇氧化羰基化的影响[J]. 孟凡会,秦瑶,郑华艳,王佳臻,徐腈蔓,李忠.  太原理工大学学报. 2013(04)
[4]表面改性对Cu/活性炭催化剂表面Cu物种和催化活性的影响[J]. 李忠,牛燕燕,郑华艳,付廷俊,朱琼芳,阴丽华.  无机化学学报. 2011(07)
[5]醋酸铜热解制备无氯Cu2O/AC催化剂及其催化氧化羰基化[J]. 李忠,文春梅,王瑞玉,郑华艳,谢克昌.  高等学校化学学报. 2009(10)
[6]配合物[（C3H7）4N]2Cu2Br6的制备及其对甲醇氧化羰化反应的催化性能[J]. 刘定华,姜志样,刘晓勤,钟秦.  化工学报. 2009(07)
[7]甲醇直接气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯[J]. 宋一兵,罗爱国,杜玉海,方奕文.  化学进展. 2008(Z1)
[8]碳酸二甲酯作甲基化试剂的研究进展[J]. 舒婷,李光兴.  化工中间体. 2008(01)
[9]碳酸二甲酯及其下游产品的应用开发[J]. 孟翠敏,田华.  天津化工. 2007(06)
[10]甲醇液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展[J]. 任军,李忠,周媛,邢燕玲,谢克昌.  化工进展. 2007(11)



本文编号：3160878