论文部分内容阅读
有序介孔材料在环境、工业催化领域具有良好的应用前景。本论文以介孔分子筛KIT-6为载体,采用溶液共浸渍法将金属盐的糠醇溶液灌注到KIT-6的孔道内,一定条件下将糠醇碳化后再焙烧脱除碳,制得金属氧化物纳米颗粒高度分散的复合介孔材料。根据所制备的催化剂中负载的金属元素的不同,分为四大类:Mo-KIT-6、Mn-KIT-6、Cu/Ce-KIT-6和Fe/Cu/Ce-KIT-6。通过X射线衍射(XRD)、氮气物理吸附-脱附、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)、X射线光电子能谱(XPS)、电子顺磁共振(EPR)、拉曼光谱(Raman)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)及透射电镜(TEM)等手段对所制备的催化剂进行了表征,并选择相应的催化反应测试了其催化性能。对Mo-KIT-6催化剂的系列表征表明,介孔分子筛KIT-6在负载了氧化钼后介孔结构保持良好,当样品中钼元素质量比低于4%时,钼在KIT-6孔道内高度分散。顺环辛烯环氧化反应结果表明,Mo-KIT-6催化剂在30min内完全反应,且无副产物,重复使用5次后催化活性不变,是进行烯烃环氧化反应理想的绿色催化剂。对Mn-KIT-6催化剂的系列表征表明,氧化锰在KIT-6孔道内部高度分散,同时催化剂保持高度有序的孔道结构、较大的比表面积和孔容。正丁醇和乙酸的催化酯化反应结果表明,该催化剂具有很高的催化活性和选择性,反应4小时后,乙酸正丁酯的产率高达97%,重复使用4次后催化剂依然具有较高的活性和选择性。对于Cu/Ce-KIT-6催化剂,表征结果表明,当铜和铈物种共同负载在KIT-6孔道内时且铈的比例较铜大时,有利于铜和铈在孔道内的分散。催化CO氧化反应结果表明,170℃时可实现CO完全转化,温度升至400℃时转化率不变,具有较好的稳定性。对于Fe/Cu/Ce-KIT-6催化剂,KIT-6在负载了铁、铜和铈物种后介孔结构保持良好,但所负载的铁、铜和铈物种在孔道内有轻微团聚。催化CO氧化反应结果表明,145℃时可实现CO完全转化,温度升至400℃时转化率不变,具有较好的稳定性。