發(fā)布時間：2018-02-24 00:25

  本文關(guān)鍵詞： 碳化鉬 氫化氧化鉬 鉑族金屬 金屬-載體相互作用 選擇性加氫 表面調(diào)控　出處：《暨南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：金屬-載體相互作用是影響負載型金屬催化劑性能的重要因素之一。通過調(diào)控該作用,可以調(diào)變催化加氫反應(yīng)的活性、選擇性和穩(wěn)定性。在芳硝基化合物、α-β不飽和醇的加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)中,金屬-載體相互作用往往能起到關(guān)鍵作用。本論文通過研究鉬基碳化物、氧化物納米材料的獨特載體效應(yīng),揭示載體表面物理化學(xué)性質(zhì)與載體作用的關(guān)系;并通過改變載體性質(zhì)調(diào)控金屬-載體相互作用,進而優(yōu)化Ni、Pt等金屬的催化加氫活性、選擇性及穩(wěn)定性。論文主要工作和結(jié)果如下:一、基于碳化鉬(Mo_2C)與Ni的金屬-載體相互作用,以Mo_2C納米線為載體制備高分散的Ni基催化劑,提高硝基苯甲酸的催化加氫活性,進而通過碳包覆優(yōu)化催化劑穩(wěn)定性。工作發(fā)現(xiàn),Mo_2C與Ni的強相互作用可以顯著降低Ni納米顆粒的尺寸(~nm),相比SiO_2、碳納米管等傳統(tǒng)載體,分散度得到顯著提高,因此Ni/Mo_2C表現(xiàn)了高的催化活性。進而,針對反應(yīng)溶劑中水容易導(dǎo)致Ni流失并失活,工作通過簡易的碳包覆策略提高了Ni/Mo_2C的穩(wěn)定性。其中,具有合適包覆量的Ni/Mo_2C@C在酸性環(huán)境(pH~3)中連續(xù)四次反應(yīng)后仍然保持高的活性。二、以氫化氧化鉬(H-MoO_x)為載體設(shè)計Pt-Sn雙金屬催化劑(Pt-Sn/H-MoO_x),同時提高芳硝基化合物(如硝基苯乙烯)催化加氫活性和選擇性。工作證明H-MoO_x的載體作用提高了Pt、Pt-Sn的分散度,從而表現(xiàn)了優(yōu)異的活性;Pt-Sn雙金屬顆粒表面上Sn原子分隔了Pt原子,改變了硝基苯乙烯的吸附模式,從而提高了加氫選擇性。該催化劑在多種芳硝基化合物,如硝基苯乙烯、鹵代硝基苯、硝基苯甲酸等的選擇性加氫反應(yīng)中均表現(xiàn)了優(yōu)異的選擇性。三、以氫化氧化鉬(H-MoO_x)為載體,研究Pt-M/MoO_x(M=Fe、Co、Ni、Cu、Zn)催化劑在肉桂醛選擇性加氫中的應(yīng)用。在30oC和1MPa氫氣的條件下,最優(yōu)比例的Pt-Fe/MoO_x對肉桂醛選擇性高于90%,同時保持了極高的活性。工作發(fā)現(xiàn)過渡金屬M通過其氧化物摻雜而改變Pt活性表面,并配合載體效應(yīng)、電子效應(yīng)和空間位阻,同時提高了催化劑在肉桂醛選擇性加氫中的活性和選擇性。本論文工作證明了鉬基納米材料作為催化劑載體,與金屬催化中心具有強的相互作用。利用該相互作用,設(shè)計Ni、Pt高分散金屬負載型催化劑,大幅提升催化加氫活性、選擇性。本論文提出金屬載體相互作用與修飾負載金屬相結(jié)合的策略,多元化調(diào)控催化劑催化性能,為高性能催化劑設(shè)計提供了新思路。
[Abstract]:The metal-carrier interaction is one of the important factors affecting the performance of supported metal catalysts. Selectivity and stability. The metal-carrier interaction often plays a key role in hydrogenation of aromatic nitro compounds and 偽-尾 unsaturated alcohols. The relationship between the physicochemical properties of the support surface and the action of the carrier was revealed, and the catalytic hydrogenation activity of metals such as NiPt was optimized by adjusting the metal-carrier interaction by changing the properties of the carrier. Selectivity and stability. The main work and results are as follows: 1. Based on the interaction between Mo _ 2C and Ni, highly dispersed Ni based catalysts were prepared on Mo_2C nanowires to improve the catalytic hydrogenation activity of nitrobenzoic acid. Furthermore, the stability of the catalyst was optimized by carbon coating. It was found that the strong interaction between Mo 2C and Ni could significantly reduce the size of Ni nanoparticles and increase the dispersion of Ni nanoparticles compared with the traditional carriers such as SiO2, carbon nanotubes and so on. Therefore, Ni/Mo_2C exhibited high catalytic activity. Furthermore, water in the reaction solvent could easily lead to Ni loss and inactivation, and the stability of Ni/Mo_2C was improved by simple carbon coating strategy. The Ni/Mo_2C@C with suitable coating amount remained high activity after four consecutive reactions in acidic environment pH ~ (3). A Pt-Sn bimetallic catalyst, Pt-SnR / H-MoOxC, was designed on the basis of molybdenum hydroxide and H-MoOX as the carrier, and the catalytic hydrogenation activity and selectivity of aromatic nitro compounds (such as nitrobenzene ethylene) were improved simultaneously. It was proved that the supported action of H-MoOx increased the dispersion of Pt-Sn. Thus, Sn atoms separated Pt atoms on the surface of Pt-Sn bimetallic particles, which changed the adsorption mode of nitrobenzene ethylene and improved hydrogenation selectivity. The selective hydrogenation of halogenated nitrobenzene and nitrobenzoic acid showed excellent selectivity. Thirdly, the application of Pt-M / Moo _ xM _ (Moo _ x) -FeCoCU _ (Cu) Zn) catalyst in selective hydrogenation of cinnamaldehyde was studied with molybdenum hydroxide and H-MoOx as the carrier, the catalyst was used in selective hydrogenation of cinnamaldehyde at 30oC and 1MPa hydrogen. The optimum ratio of Pt-Fe/MoO_x to cinnamaldehyde was higher than 90%, while keeping a high activity. It was found that transition metal M changed the active surface of Pt by doping its oxides, and coordinated with carrier effect, electron effect and steric hindrance. At the same time, the activity and selectivity of the catalyst in selective hydrogenation of cinnamaldehyde were improved. A highly dispersed metal-supported catalyst was designed to greatly improve the hydrogenation activity and selectivity. In this paper, a strategy of combining metal carrier interaction with modified supported metal was proposed to control the catalytic performance of the catalyst. It provides a new idea for the design of high performance catalyst.
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36;TB383.1

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