基于金属电子结构和载体配位结构控制构建高性能辛醇氧化催化剂

发布时间：2023-03-20 02:49

　　醇类选择性氧化是精细化学品生产过程中的一个重要分支,通过选择性氧化反应可以制备多种醛类和酸类衍生物,在生命科学和有机合成中间体等领域中具有十分广泛的应用。由于短链醇(包括乙醇,丙三醇等)、芳香醇(包括苯甲醇等)等反应物的羟基易活化,因此目前针对该类反应物的催化体系的研究较为广泛。然而,长链脂肪醇氧化衍生物同样具有较高的应用价值,但由于其羟基通常酸性较弱,导致催化剂在该类反应中的活性较低,因此长链脂肪醇的选择性氧化是目前的一大挑战。辛醇是一种典型的长链脂肪一元醇,通常将其用作探针分子来研究催化剂氧化长链脂肪醇的能力。本论文围绕辛醇氧化反应,以醇类氧化过程中普遍使用的负载型金属催化剂为研究对象,针对长链脂肪醇羟基酸性较弱,较难活化的特点,开展了负载型催化剂表界面结构的设计与调控及其在辛醇氧化反应中的作用机制研究。通过催化剂制备方法的调控,揭示了活性金属电子结构对辛醇氧化反应本征活性的影响规律,明晰了Pt2+为优势活性电子态,提高了反应的本征活性;进一步基于载体配位结构的调控,探究了载体配位结构对金属电子结构的诱导作用,阐明了Ti5c-O2c-Pt2+界面优势活性位点的作用机制,实现了反应活...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 醇类选择性氧化
        1.1.1 醇类选择性氧化催化剂研究现状
        1.1.2 反应机理
    1.2 负载型催化剂活性金属几何和电子结构调控
        1.2.1 催化剂活性组分尺寸的调控
        1.2.2 催化剂活性组分形貌的调控
        1.2.3 催化剂活性组分结构的调控
    1.3 负载型催化剂载体组成和结构调控
        1.3.1 催化剂载体表面酸碱性的调控
        1.3.2 催化剂载体缺陷位点的调控
        1.3.3 催化剂载体配位结构的调控
    1.4 负载型催化剂金属-载体相互作用
    1.5 本文的立题目的和意义
    1.6 本文的研究内容
第二章 实验部分
    2.1 所用原料
    2.2 实验内容
        2.2.1 不同晶面TiO₂的制备
        2.2.2 Pt/TiO₂催化剂的制备
    2.3 表征技术和手段
        2.3.1 X射线粉末衍射
        2.3.2 电感耦合等离子体发射光谱
        2.3.3 高分辨透射电子显微镜
        2.3.4 拉曼光谱
        2.3.5 脉冲吸附
        2.3.6 X射线光电子能谱
        2.3.7 原位傅里叶转换红外光谱
    2.4 辛醇氧化反应性能评价
第三章 Pt/TiO₂活性金属电子结构调控及其对辛醇氧化本征活性影响规律研究
    3.1 前言
    3.2 催化剂结构表征
        3.2.1 催化剂晶体结构表征
        3.2.2 催化剂形貌表征
    3.3 辛醇氧化反应性能评价及动力学研究
    3.4 催化剂构效关系研究
        3.4.1 催化剂电子结构和几何结构分析
        3.4.2 催化剂电子结构对反应物吸附行为的影响规律研究
    3.5 反应机理
    3.6 本章小结
第四章 Pt/TiO₂载体配位结构调控对催化活性及选择性的协同强化机制
    4.1 前言
    4.2 催化剂结构表征
        4.2.1 催化剂晶体结构表征
        4.2.2 催化剂形貌表征
    4.3 辛醇氧化反应性能评价及动力学研究
    4.4 催化剂构效关系研究
        4.4.1 催化剂电子结构和几何结构研究
        4.4.2 载体表面结构分析
        4.4.3 催化剂结构对反应物吸附行为的影响规律研究
        4.4.4 催化剂结构对中间产物吸附行为的影响规律研究
    4.5 反应机理
    4.6 本章小结
第五章 结论
本论文创新点
参考文献
研究成果及学术论文
致谢
作者及导师简介
附件



本文编号：3766531