负载型贵金属催化剂的制备及其在催化加氢和脱氢反应中的性能研究
发布时间：2020-07-14 05:15
【摘要】：负载型的贵金属催化剂在金属颗粒大小、形态、理化特性、催化性能等方面具有明显的优势,能够极大地提高有机反应的速率和选择性,在加氢、脱氢、选择性氧化、烷基化等有机催化反应领域具有广泛的应用前景。本文主要研究了负载型贵金属催化剂在催化加氢和脱氢反应中的催化性能。首先,探索了Pd-Er2O3的制备方法以及催化加氢性能。在室温常压条件下,不同负载量的Pd-Er2O3系列催化剂的加氢效率都非常高,对苯乙烯的催化加氢的转换频率值(TOF)都高于5000 h-1,其中,1.75 wt%Pd-Er2O3催化剂性能最优,达到9013 h-1;并测算出该催化剂对4-硝基苯酚的加氢反应速率常数为0.0058 s-1。此外,1.75 wt%Pd-Er2O3催化剂还具有良好的循环稳定性和化学选择性。根据HR-TEM和XPS等表征结果,该催化剂优良的性能主要归因于该催化剂对H2的强化学吸附作用以及Pd金属纳米颗粒与Er2O3载体之间的强金属-载体相互作用(SMSI)。其次,制备了Pt-TiO2催化剂,并以甲醇的光催化重整反应为模型研究了其催化脱氢性能。在300 W氙灯光照条件下,Pt-TiO2的光催化活性较高,产氢效率达到19.87 μmol/h。这主要是由于Pt与TiO2载体之间形成了强金属-载体相互作用(SMSI),能够促使在光生电子在载体与金属之间快速迁移转化,提高了Pt-Ti02催化剂的光催化活性。向反应体系中添加微量的光酸剂PAG之后,产氢效率提高了3.55倍,达到70.62 μmol/h。根据FT-IR和GC-MS对反应后的产物进行分析,这可能是因为PAG在光照下产生H+,使得溶液中的H+含量增加,促进了H+与光生电子的结合,从而使催化产氢效率大大提高。总体来说,本文所设计合成的Pd基和Pt基负载型催化剂能够在温和的反应条件下,高效催化苯乙烯、4-硝基苯酚等一系列加氢反应和甲醇光催化重整产氢反应,具有优异的催化加氢和脱氢性能。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ426;TQ116.2
【图文】：
对于环己烯脱氢反应，Ｐｔ（ｌｌｌ）上同时存在１，３－环己二烯和１，４－环己二烯，而逡逑Ｐｔ（ｌＯＯ）上仅有１，３－环己二稀。不同结构的Ｐｔ对环己烯的脱氢反应具有高度的选逡逑择性，如图１．１ａ所示。Ｈａｍｔａ等［１２］的研宄发现，Ａｕ金属颗粒在Ｔ丨０２载体上高逡逑度分散时，能够高效催化氧化ＣＯ，其催化效率与Ａｕ颗粒的粒径大小呈反向相逡逑关关系（图１．２ｂ）。Ａｂａｄ［１３］以纳米Ｃｅ０２为载体负载了邋Ａｎ颗粒，在无溶剂和无逡逑碱的条件下，能够利用0２在常压下选择性地将烯丙醇氧化为共轭酮，与相类似逡逑的Ｃｅ负载型和羟基磷灰石负载型Ｐｄ催化剂相比
用而稳定下来，因此Ｒｕ／Ａ１２０３比Ｒｕ／ＡＣ对Ｃ＝０键的选择性加氢具有更高的活逡逑性。另外，块状＜＾０２和Ｃｅ／ＡＣ催化剂对不饱和醇的选择性很高，分别达到９３％逡逑和１００％，如图１．３ａ所示。结合ＣＯ吸附量热实验结果表明，启动子表面的缺逡逑陷位点对不饱和醛的Ｃ＝０键的活化有关键的作用，是不饱和醛的活性和高选择逡逑性位点。逡逑（ａ）逦（ｂ）邋３０邋１逦逡逑１００邋］逦０逦ｚ逡逑ｇ邋＇逦Ｉ邋／逡逑ｉ逦／逦＋威}卞义希保板澹义弦灰诲澹у义希板巍龋椋樱椋。龋椋欤妫獭
本文编号：2754539
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ426;TQ116.2
【图文】：
对于环己烯脱氢反应，Ｐｔ（ｌｌｌ）上同时存在１，３－环己二烯和１，４－环己二烯，而逡逑Ｐｔ（ｌＯＯ）上仅有１，３－环己二稀。不同结构的Ｐｔ对环己烯的脱氢反应具有高度的选逡逑择性，如图１．１ａ所示。Ｈａｍｔａ等［１２］的研宄发现，Ａｕ金属颗粒在Ｔ丨０２载体上高逡逑度分散时，能够高效催化氧化ＣＯ，其催化效率与Ａｕ颗粒的粒径大小呈反向相逡逑关关系（图１．２ｂ）。Ａｂａｄ［１３］以纳米Ｃｅ０２为载体负载了邋Ａｎ颗粒，在无溶剂和无逡逑碱的条件下，能够利用0２在常压下选择性地将烯丙醇氧化为共轭酮，与相类似逡逑的Ｃｅ负载型和羟基磷灰石负载型Ｐｄ催化剂相比
用而稳定下来，因此Ｒｕ／Ａ１２０３比Ｒｕ／ＡＣ对Ｃ＝０键的选择性加氢具有更高的活逡逑性。另外，块状＜＾０２和Ｃｅ／ＡＣ催化剂对不饱和醇的选择性很高，分别达到９３％逡逑和１００％，如图１．３ａ所示。结合ＣＯ吸附量热实验结果表明，启动子表面的缺逡逑陷位点对不饱和醛的Ｃ＝０键的活化有关键的作用，是不饱和醛的活性和高选择逡逑性位点。逡逑（ａ）逦（ｂ）邋３０邋１逦逡逑１００邋］逦０逦ｚ逡逑ｇ邋＇逦Ｉ邋／逡逑ｉ逦／逦＋威}卞义希保板澹义弦灰诲澹у义希板巍龋椋樱椋。龋椋欤妫獭
本文编号：2754539
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