以TiO 2 /KIT-6为载体的催化剂制备及其光催化苯甲醇氧化和胺化反应的研究
发布时间：2022-01-02 22:08
由于Au纳米粒子具有表面等离子共振（SPR）效应,可以吸收和利用可见光,常被用作光催化剂,尤其是对催化氧化反应,具有很高的催化活性。本文选用TiO2修饰的KIT-6作为载体,制备出一系列不同Au负载量的催化剂 Au/TiO2/KIT-6,并通过 TEM、XRD、SAXS、UV-visDRS、XPS 和 BET等手段,对催化剂的形貌、结构和价态等性质进行了表征,最后把催化剂应用于苯甲醇选择性氧化为苯甲醛以及苯甲醇和苯胺选择性合成亚胺的反应,考察了该催化剂的光催化活性。本文的研究内容和结果如下:（1）以HAuCl4·3H20为前驱体,用NaBH4还原法制备出Au/TiO2/KIT-6催化剂,经UV-visDRS表征发现,催化剂Au/TiO2/KIT-6在可见区有一个强而宽的吸收峰,TEM结果表明Au纳米粒子的大小均匀,平均粒径为4.03nm,分散性良好,以球形颗粒的形式均匀分布在KIT-6的表面以及孔道内,并通过XPS测试发现,该催化剂中的Au以金属态的形式存在;（2）把催化剂Au...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１表面等离子金属（Ａｕ、Ａｇ或Ｃｕ）在可见光激发下的反应机理??
用于还原反应。Ｈｕａｉｙｏｎｇ?Ｚｈｕ课题组［５２］利用还原法制备了?Ａｕ、Ｃｕ合金催化剂??Ａｉ＾Ｃｕｏ＾ＺｒＣｈ，在该催化剂中，少量Ｃｕ的加入可改变硝基苯选择性还原成苯胺的反应路径。??传统Ａｕ纳米粒子催化剂催化该反应是通过Ｈａｂｅｒ的偶联路径［明完成的，如图１．３（ａ）所示，在??反应过程中会有中间产物亚硝基苯的产生，但是，在Ａｕ、Ｃｕ双金属纳米粒子催化剂的作用??下，该反应的路径发生了变化，反应过程中并没有检测到亚硝基苯的存在，因此，如图１．３（ｂ）??所示，该反应路径是通过氧化偶氮基—偶氮—氢偶氮基—苯胺这一过程实现了对硝基苯的还??原，这一过程大大降低了副产物的生成，使得生成苯胺的选择性显著提高。??：（ａ）?，?Ｎ〇ｉ?ｊ?｜—？?＾＾－ＮＯ—＂－＾＾－ＮＨＯＨ??ｊ?Ｄｉｒｅｃｔ?ｒｏｕｔｅ?Ｎｉｔｒｏ?Ｃｏｕｐｌｉｎｇ?ｒｏｕｔｅ?ｊ?１?匕＾?ｉ?３??？?６?ｊ?Ａｕ－Ｃｕ?ａｌｌｏｙ?ＮｐＪ?｜?Ａｕ?ＮＰｓ??ｊ?ｊ??！?［?１?！?｜??一??＼＝－＇?ＮＭＨｙｄｒ？ｏ?！?八！?ｎ??Ｌ?ｊ?１?■?ｔ?＾?ｗ?？???图１．３稍基苯还原成苯胺的反应路径（ａ）?Ｈａｂｅｒ路径，（ｂ）?Ａｕ、Ｃｕ双金属催化路径：??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａＵｉｗａｙｓ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｅｎｅ?（ａ）Ｈａｂ
图２．３不同催化剂的ＳＡＸＳ光谱??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?ＳＡＸＳ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ??图２．３为不同催化剂的ＳＡＸＳ图谱，由图（ａ）可知，ＫＩＴ－６在２０为０．９１°处有较强的衍射峰，??在１．５°附近只有较弱的衍射峰，这两处衍射峰分别对应于ＫＩＴ－６的（２１１）和（４００）晶面，??可以被认定Ｉａ３ｄ空间群的三维双连续立方结构的存在。此外，从图中还可以看出，当ＫＩＴ－６??被ＴｉＣｈ修饰或者制成催化剂Ａｕ／Ｔｉ０２／ＫＩＴ－６（５°／。）和Ａｕ／ＫＩＴ－６（５°／。）时，ＫＩＴ－６的特征衍射峰仍??存在，说明ＫＩＴ－６的结构稳定性较好，当被用作载体负载金属纳米粒子后，其结构没有发生??变化。图（ｂ）是不同Ａｕ负载量催化剂的ＳＡＸＳ图谱，从图中可以看出，虽然Ａｕ的负载量不??同，但是载体的特征衍射峰较为明显，说明载体的结构仍然完整，只是该峰发生了轻微的偏??移，当Ａｕ纳米粒子的负载量为２％、４％和６％时，衍射峰对应的２０均为０．９８°，当负载量为??３％和５％时
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO2 methanation over TiO2–Al2O3 binary oxides supported Ru catalysts[J]. Jinghua Xu,Qingquan Lin,Xiong Su,Hongmin Duan,Haoran Geng,Yanqiang Huang. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(01)
[2]纳米二氧化铈催化制备亚胺（英文）[J]. 张志鑫,王业红,王敏,吕建民,李利花,张哲,李名润,蒋景阳,王峰. 催化学报. 2015(09)
[3]温和条件下钒催化氧化胺、醇和胺直接合成亚胺(英文)[J]. 王连月,陈波,任兰会,张恒耘,吕迎,高爽. 催化学报. 2015(01)
本文编号：3564965
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１表面等离子金属（Ａｕ、Ａｇ或Ｃｕ）在可见光激发下的反应机理??
用于还原反应。Ｈｕａｉｙｏｎｇ?Ｚｈｕ课题组［５２］利用还原法制备了?Ａｕ、Ｃｕ合金催化剂??Ａｉ＾Ｃｕｏ＾ＺｒＣｈ，在该催化剂中，少量Ｃｕ的加入可改变硝基苯选择性还原成苯胺的反应路径。??传统Ａｕ纳米粒子催化剂催化该反应是通过Ｈａｂｅｒ的偶联路径［明完成的，如图１．３（ａ）所示，在??反应过程中会有中间产物亚硝基苯的产生，但是，在Ａｕ、Ｃｕ双金属纳米粒子催化剂的作用??下，该反应的路径发生了变化，反应过程中并没有检测到亚硝基苯的存在，因此，如图１．３（ｂ）??所示，该反应路径是通过氧化偶氮基—偶氮—氢偶氮基—苯胺这一过程实现了对硝基苯的还??原，这一过程大大降低了副产物的生成，使得生成苯胺的选择性显著提高。??：（ａ）?，?Ｎ〇ｉ?ｊ?｜—？?＾＾－ＮＯ—＂－＾＾－ＮＨＯＨ??ｊ?Ｄｉｒｅｃｔ?ｒｏｕｔｅ?Ｎｉｔｒｏ?Ｃｏｕｐｌｉｎｇ?ｒｏｕｔｅ?ｊ?１?匕＾?ｉ?３??？?６?ｊ?Ａｕ－Ｃｕ?ａｌｌｏｙ?ＮｐＪ?｜?Ａｕ?ＮＰｓ??ｊ?ｊ??！?［?１?！?｜??一??＼＝－＇?ＮＭＨｙｄｒ？ｏ?！?八！?ｎ??Ｌ?ｊ?１?■?ｔ?＾?ｗ?？???图１．３稍基苯还原成苯胺的反应路径（ａ）?Ｈａｂｅｒ路径，（ｂ）?Ａｕ、Ｃｕ双金属催化路径：??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａＵｉｗａｙｓ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｅｎｅ?（ａ）Ｈａｂ
图２．３不同催化剂的ＳＡＸＳ光谱??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?ＳＡＸＳ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ??图２．３为不同催化剂的ＳＡＸＳ图谱，由图（ａ）可知，ＫＩＴ－６在２０为０．９１°处有较强的衍射峰，??在１．５°附近只有较弱的衍射峰，这两处衍射峰分别对应于ＫＩＴ－６的（２１１）和（４００）晶面，??可以被认定Ｉａ３ｄ空间群的三维双连续立方结构的存在。此外，从图中还可以看出，当ＫＩＴ－６??被ＴｉＣｈ修饰或者制成催化剂Ａｕ／Ｔｉ０２／ＫＩＴ－６（５°／。）和Ａｕ／ＫＩＴ－６（５°／。）时，ＫＩＴ－６的特征衍射峰仍??存在，说明ＫＩＴ－６的结构稳定性较好，当被用作载体负载金属纳米粒子后，其结构没有发生??变化。图（ｂ）是不同Ａｕ负载量催化剂的ＳＡＸＳ图谱，从图中可以看出，虽然Ａｕ的负载量不??同，但是载体的特征衍射峰较为明显，说明载体的结构仍然完整，只是该峰发生了轻微的偏??移，当Ａｕ纳米粒子的负载量为２％、４％和６％时，衍射峰对应的２０均为０．９８°，当负载量为??３％和５％时
【参考文献】：
期刊论文
[1]CO2 methanation over TiO2–Al2O3 binary oxides supported Ru catalysts[J]. Jinghua Xu,Qingquan Lin,Xiong Su,Hongmin Duan,Haoran Geng,Yanqiang Huang. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(01)
[2]纳米二氧化铈催化制备亚胺（英文）[J]. 张志鑫,王业红,王敏,吕建民,李利花,张哲,李名润,蒋景阳,王峰. 催化学报. 2015(09)
[3]温和条件下钒催化氧化胺、醇和胺直接合成亚胺(英文)[J]. 王连月,陈波,任兰会,张恒耘,吕迎,高爽. 催化学报. 2015(01)
本文编号：3564965
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