【摘 要】
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选择性加氢在精细化工中有着举足轻重的地位,常用于制备胺类化合物和烯烃类化合物等重要基础化工产品。随着社会对环境问题的日益关注和废弃物处理成本的提高,发展环境友好又具有原子经济性的绿色催化剂已成为催化学科的重要研究热点。鉴于揭示选择性加氢反应过程中的微观“构-效”关系是理性设计高性能催化剂的关键环节,本论文在构筑不同类型的表界面改性模型催化剂的基础上,探索催化金属的电子结构和局部配位环境对改性催化剂
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选择性加氢在精细化工中有着举足轻重的地位,常用于制备胺类化合物和烯烃类化合物等重要基础化工产品。随着社会对环境问题的日益关注和废弃物处理成本的提高,发展环境友好又具有原子经济性的绿色催化剂已成为催化学科的重要研究热点。鉴于揭示选择性加氢反应过程中的微观“构-效”关系是理性设计高性能催化剂的关键环节,本论文在构筑不同类型的表界面改性模型催化剂的基础上,探索催化金属的电子结构和局部配位环境对改性催化剂加氢性能（活性和选择性）影响的分子机制,以期为高性能选择性加氢催化剂的设计开发提供指导。本论文包括如下主要内容和研究结果:第一章,概述影响多相金属纳米催化剂在选择性加氢中催化性能的表观因素,探究表界面在选择性加氢中的作用,总结构筑不同表界面的方法和催化机制,并提出本论文的选题依据和研究内容。第二章,构筑Pt@g-C3N4核壳结构催化剂,在对氯硝基苯加氢制备对氯苯胺的催化反应中,深入研究了氢溢流对高选择性防脱氯加氢的贡献。实验研究表明:g-C3N4包裹Pt/C后,Pt给电子到g-C3N4,使得g-C3N4带负电;H2会穿过g-C3N4的孔道到Pt表面进行解离,活泼的氢溢流到g-C3N4表面,加氢反应发生在g-C3N4上。而带负电的g-C3N4不利于苯环吸附,却不影响硝基加氢的性质,实现解离H2和加氢位点的分离,达到对氯硝基苯防脱氯硝基加氢的效果。第三章,发现Pt纳米立方体在经CO高温预处理后可以高选择性和高活性催化卤代硝基苯防脱卤加氢制备卤代苯胺。机理研究表明:在高温下,CO吸附在Pt表面歧化生成碳碎片和CO2,碳碎片会进入Pt晶格或沉积在Pt表面,晶格碳会抑制苯环的吸附但有利硝基的吸附加氢,起到同时提高催化加氢的选择性和活性的作用。该处理方法不受载体和Pt的形貌的限制,具有一定的普适性。第四章,采用电化学置换法在Cu2O上负载Pd单原子,在经H2低温预处理后,形成的Pd-Cu界面可高选择性催化1,3-丁二烯选择性加氢到丁烯。结构表征和催化性能分析:Pd-O-Cu界面是不稳定的,氢气在Pd单原子上活化后可将周围的Cu+还原成Cu0,构筑稳定的Pd-Cu界面,利于1,3-丁二烯选择性加氢。
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