纳米金催化剂的制备及其加氢性能研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:buyaowenwo123456
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近年来,纳米金催化剂因其独特的催化性能受到诸多科学研究领域的广泛关注。纳米金催化剂的催化性能与其制备方法、粒径大小、载体性质等因素有很大关系。本论文探讨了制备纳米金催化剂的新方法,并研究了纳米金催化剂在加氢反应中的催化性能,得到如下结论:(1)利用水油两相法制备出十二胺保护的金纳米粒子,通过调变还原温度、十二胺与金前体的摩尔比、还原剂类型,实现了金纳米粒子的可控制备。通过TEM和UV-vis光谱表征发现,还原温度越高,十二胺与金前体的摩尔比越小,越有利于小粒径的金纳米粒子的形成。另外,采用苯甲醛与水合肼反应生成的中间物种作为还原剂与十二胺与甲醛反应生成的中间物种作为还原剂相比,前者制备的金纳米粒子粒径更小。利用PVP可将制得的油相中十二胺保护的金纳米粒子转移到水相,但在转移的过程中金纳米粒子的粒径发生了长大。制备得到的十二胺保护的金纳米粒子在催化对硝基苯酚加氢反应中表现出良好的催化活性,采用两相的反应体系可实现金纳米粒子的循环再利用。(2)通过水热的方法将三羟甲基氨基甲烷(THAM)引入羟基磷灰石(HAP)、TiO2、 γ-Al2O3载体的表面上,可原位还原制得不同载体担载的纳米金催化剂。其中Au/HAP催化剂在芳香硝基化合物加氢反应中表现出很好的催化活性、选择性和稳定性。通过XRD、XPS和TEM表征结果表明:纳米金主要以金属态形式高度分散在HAP载体上,平均粒径为3.1nm。将原位还原的方法拓展到其他贵金属催化剂的制备。制备了Pd/TiO2催化剂,并将其用于对氯硝基苯加氢反应中,表现出比浸渍法制备的Pd/TiO2更好的催化活性和选择性。XPS表征结果表明,原位还原法制得的Pd/TiO2催化剂中存在更强的金属与载体相互作用。所制得的Pd/TiO2催化剂在其他硝基苯类化合物加氢反应中同样表现出优良的催化活性。(3)通过尿素均相沉积沉淀法制备了一系列不同Ca/P的Au/HAP催化剂,通过XRD、XPS和TEM表征结果表明:纳米金主要以金属态形式高度分散在HAP上。通过改变HAP中的Ca/P可实现载体表面碱性的调控,并对负载于其上的金粒子的粒径进行调变。当HAP中Ca/P分别为1.70,1.67,1.63时,Au/HAP上金粒子的平均粒径分别为2.9nm,3.4nm,3.9nm。所制得的Au/HAP催化剂在催化对氯硝基苯加氢反应中表现出很好的催化活性。
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