甲酸常温下为液态,分子内含有4.4 wt%的氢、无毒以及易储存等特点被视为一种重要的化学储氢材料,同时甲酸在催化剂存在条件下能够分解产生氢气,因而甲酸又能用作氢转移还原硝基化合物的氢供体。本文致力于研究非金属掺杂Pd基催化剂用于催化甲酸分解制氢以及催化甲酸氢转移还原对硝基苯酚,论文分为两部分:(1)Pd-B-P/C高效催化甲酸分解制氢的研究本章联合使用次亚磷酸钠和二甲胺硼烷作为还原剂,成功制备了一类B、P共掺杂的Pd基催化剂,其对甲酸分解制氢具有较高的活性、选择性以及循环使用能力。在反应条件为303 K,反应混合液为1 mol/L甲酸和3 mol/L甲酸钠时,前1 h反应的平均转化频率(TOF)达到798 h-1,分别是已见报道的催化剂Pd/C(TOF=261h-1)、Pd-P/C(TOF=348 h-1)和 Pd-B/C(TOF=497h-1)平均转换率的3.1倍、2.3倍和1.6倍。GC-9160型气相色谱对反应后的气体产物进行检测并没有发现CO的存在,说明产物中CO的体积分数小于0.01%,从而保证了分解得到的氢气可以直接用于燃料电池。这一成果对于实现甲酸分解制氢在未来更广泛的应用具有很大促进作用。(2)Pd-B-P/C催化甲酸氢转移还原对硝基苯酚的研究受甲酸分解制氢机理的启发,我们尝试以甲酸作为氢供体,考察了 Pd-B-P/C催化还原对硝基苯酚制备对氨基苯酚反应。结果表明Pd-B-P/C在催化甲酸氢转移还原对硝基苯酚反应中表现出很好的催化活性,反应在303 K,反应混合液为0.25 mmol/L对硝基苯酚和62.5 mmol/L甲酸时,反应前3 min的转换频率(TOF)和转换率分别为2.45 min-1和55.2%,反应速率常数为0.3676 min-1,其活性明显优于传统方法制备的Pd/C,与近期使用硼氢化钠作为氢供体的其它催化体系相比,也具有一定的优势,添加甲酸钠后,反应速率常数进一步提高为0.6147min-1。Pd-B-P/C在反应中也表现出很好的循环使用能力,反应10轮后仍然表现出很好的催化活性。