石墨相氮化碳负载钯催化剂的制备及其光催化羰基化反应

发布时间：2021-09-24 09:59

　　钯金属催化的羰基化反应由于其具有选择性好、原子经济性等特点而被工业上用作生产含羰基化合物的有效方法。但是,由于钯催化羰基化反应一般需要在高温高压条件下进行,而使得其对生产设备要求非常苛刻,大大提高了生产成本。此外,该反应往往需要加入结构复杂的配体来提高反应产率和选择性极大地增加了生产成本。因此,迫切需要构建一种简单高效的钯催化羰基化反应体系。基于光与物质的相互作用,光催化和光热催化吸引了大量研究学者的注意。由于石墨相氮化碳（g-C3N4）具有来源广泛、特殊的能带结构且物理化学稳定性好等优点而作为一种无金属光催化剂被很多领域大量研究。此外,由于配体的电子效应会极大影响钯催化羰基化反应的效率,而g-C3N4在可见光激发下会产生光生电子改变其电子效应有望取代昂贵的配体。本文选用g-C3N4作为钯金属的载体,通过热剥离法将块状g-C3N4（BCN）剥离为纳米片状的g-C3N4（ECN）,最后通过微波辅助沉积法在ECN上负载钯金属获得Pd/ECN催化剂。利用球差校正扫描透射电子显微镜（AC-STEM）测试表明钯金属在ECN上呈原子级分散。通过X射线光电子能谱仪（XPS）测试未发现钯金属纳米颗粒的... 

【文章来源】：浙江理工大学浙江省

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２光催化剂的光催化过程??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ１＇６１．??

领域的发展［６２］。同时由于Ｔｉ０２具有高的光响应性、价格低廉、稳定性好等优点??而在空气净化、水污染物降解、抗菌及除臭等方面得到广泛应用［６３］。??但是由于Ｔｉ０２具有宽带隙大约为３．２ｅＶ，使得其在光照下只能吸收紫外光［６４］。??众所周知紫外光在太阳光谱中仅占５％，这极大地限制了?Ｔｉ０２在光催化领域中的??应用。通常需要对Ｔｉ０２进行改性以降低其光生电子－空穴的复合效率提高其对可??见光的利用。常见的半导体改性方法有：半导体表面沉积贵金属、金属／非金属??掺杂及表面吸附等（图１．３）?［６５］。??ＤｙｅＡｎｃｂｏｒｉＤｇ?Ｍｅｔｔｌ?Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ??Ｒｏ－ｃｏＤｉｐｋｘ，??Ｐｏｒｐｈｙｒｉａｓ，?Ｐｔ，Ｐｄ’Ａｕ，??Ｈｙｂｒｉｄｓ?ｎｌｔｈ?Ｏｒｇａｎｉｃ?ｄｖｅ?Ａｇ．．．?Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ??Ｎ？．ｏ?ｍｉｌｅｒｉａｈ?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ??ｃｖｎ，?ｆｕｉ．？Ｗｓ．?Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ??Ｇｒａｐｈｅｎｅｓ，?ＳｎＯ：，?ＳＫ＞ｊｆ??ｐｏｍｓ，?ｚｅｏｕｉｎ?Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ?ａｉ：ｏ５???Ｆｌｎｏｒｉｄｆ，?Ｐｂｏ＼ｐｂａｔｔ，??Ｏｒｇａｎｉｃ?ｍｏｌｅｃｎｌｔｓ，?Ｍｅｌ＊！?ｉｏｎ，??Ｓｕｒｌ．ｃＵａｔｓｔ?ＮｏｎｍＨ．Ｍｏ．，??Ｓａｒｆｉｃｆ?ｐｏＩ＞ｍｅｒｓ?Ｃｏｄｏｐｍｇ??Ａｄｓｏｒｂａｌｎ?０Ｐ??图１．３半导体光催化剂的改性方法??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｖａｒｉｏｕｓ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ?ｏｆ?ａ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ［６：＞ｌ．??１．３．２．２

ｅｌｉｕｓ在１８３４??年就合成了氮化碳的衍生物并由Ｌｉｅｂｉｇ将其命名为“ｍｅｌｏｎ”?＾１。１９９６年，Ｈｅｍｌｅｙ??和Ｔｅｔｅｒ根据第一性原理计算提出Ｃ３Ｎ４具有五种结构分别为ａ－Ｃ３Ｎ４结构、??ｐ－Ｃ３Ｎ４结构、类立方Ｃ３Ｎ４结构、立方Ｃ３Ｎ４结构和石墨Ｃ３Ｎ４结构［８｜】。除了?ｇ－Ｃ３Ｎ４??结构外其它结构的Ｃ３Ｎ４其稳定性都要高于金刚石，而在室温下ｇ－Ｃ３Ｎ４是Ｃ３Ｎ４??最稳定的结构。ｇ－Ｃ３Ｎ４是由三嗪（Ｃ３Ｎ３）和三均三嗪（Ｃ６Ｎ７）环两种结构单元??组成的（图１．５）?［８２］。近年来，由于ｇ－Ｃ３Ｎ４具有与石墨烯一定的相似性而引起了??研宂领域的广泛关注。石墨烯是一种典型的二维材料，具有表面积大、电子迁移??率高等优点。但是其不具有带隙这一点限制了其在催化领域中的应用。而与石墨??烯相比，ｇ－Ｃ３Ｎ４不仅具有类石墨结构，更重要的是它是一种中带隙半导体可以催??化化学反应［８３］。??（ａ）?．Ｙ——丫－?（ｂ）?丫?＂Ｙ＂??－?／?ａ?ａ?Ｘ?Ｉ??Ｉ、?，?ＮＨｊｊ?＼人人Ｘ?／人人大又又又．．．??人’?Ａ八一，１?１??Ｎ?Ｎ??Ｈ２Ｎ入Ｎ人ＮＨ２?Ｈ２Ｎ人Ｎ人Ｎ人ＮＨ２??图１．５ｇ－Ｃ３Ｎ４的（ａ）三嗪和（ｂ）三－ｓ－三嗪（庚嗪）结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?（ａ）?Ｔｒｉａｚｉｎｅ?ａｎｄ?（ｂ）?ｔｒｉ－ｓ－ｔｒｉａｚｉｎｅ?（ｈｅｐｔａｚｉｎｅ）?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｇ－Ｃ＾Ｎ．ｊ１８２１．??１０??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3407558