光沉积法和锚定法制备负载型金属催化剂材料及其催化性能研究
负载型多相催化剂具有易于回收利用、提高贵金属使用率等特点，在催化领域获得了广泛应用。金属粒子的结构、形貌、尺寸、以及与载体的相互作用等因素对催化反应具有明显的调控作用，而上述催化剂特性又与催化剂合成工艺与制备条件密切相关。本论文分别采用光沉积法和锚定法制备了二氧化钛负载钯（Pd/TiO2）和苯膦酸锆负载甲基三氧化铼(MTO/ZrPP)催化剂材料，考察了制备条件对于催化剂活性物种的结构及形貌的影响，研究了金属活性物种的固载机制，并分别将其应用于催化苯乙炔选择加氢反应和环己烯环氧化反应，所取得的研究结果如下: (1)采用光沉积法制备了负载型Pd/TiO2催化剂材料，表征研究了Pd纳米粒子的结构及形貌，采用DFT计算模拟了Pd粒子的电子分布及键长变化，发现Pd粒子在电子传导的作用下倾向于在TiO2载体表面外延平铺生长，导致其具有类似2D片状的晶体形貌，颗粒尺寸较小且存在明显的表面缺陷，催化苯乙炔选择加氢反应显示出较高的苯乙烯选择性。另外发现，对光沉积法Pd/TiO2进行高温焙烧之后，Pd颗粒尺寸大小基本不变，但是粒子表面更加规整。同时，采用沉积沉淀法制备的Pd/TiO2样品的颗粒尺寸较大，焙烧处理也使得颗粒表面比较规整。此两者样品在催化苯乙炔选择加氢反应时，苯乙烯的选择性均较低。 (2)采用锚定法制备了负载型MTO/ZrPP催化剂材料，催化环己烯环氧化反应具有超过90％的转化率和近于100％的环氧化物选择性。通过DFT模拟优化得到了MTO/ZrPP催化剂的结构，结合红外计算图可知，MTO通过氢键作用担载于ZrPP载体表面。较弱的氢键作用导致MTO具有很高的分散度和移动性，使得反应发生环境类似于均相体系，由此导致较高的反应活性。而高选择性得益于使用具有螺旋孔道结构的UHP氧化剂。
光沉积法;锚定法;苯乙炔加氢;环氧化反应;负载型金属催化剂
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
张法智
2015
中文
O643.36
84
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）