發(fā)布時間：2017-10-22 03:35

  本文關(guān)鍵詞：介孔碳復(fù)合體負載納米金催化劑抗中毒性能探究

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【摘要】：多孔碳負載納米Au催化劑被應(yīng)用于選擇氧化、加氫領(lǐng)域,展現(xiàn)較Pt族催化劑更優(yōu)的選擇性和抗中毒性能。但Au與碳載體的親合力差,在催化劑制備的焙燒甚至還原過程中易團聚,且在反應(yīng)中易流失,可能導(dǎo)致活性下降。此外,含硫化合物存在導(dǎo)致納米Au催化劑中毒也是限制其應(yīng)用的障礙之一。因此,本文提出利用巰基功能化介孔聚合物載體負載Au,獲得納米Au催化劑。將其用于對硝基苯酚還原反應(yīng),考察催化劑中S含量對催化性能的影響,及抗含硫、含氮化合物的中毒性能。首先,以巰基功能化介孔聚合物為載體,利用巰基與金的配位作用,穩(wěn)定Au物種。研究了熱解溫度和時間對金納米粒子尺寸以及催化劑中硫含量影響。結(jié)合XRD、TEM數(shù)據(jù)可知,材料具有有序的介觀結(jié)構(gòu)。即使熱解溫度為600℃,金納米粒子尺寸控制約為3.1 nm。元素分析、ICP-AES、XPS結(jié)果表明,隨熱解溫度升高,S含量逐漸下降(質(zhì)量分數(shù)由9.2%下降到0.7%),表明SO2等小分子的脫除;Au含量逐漸增加(質(zhì)量分數(shù)由1%上升到1.4%),主要是由于炭化過程小分子脫除導(dǎo)致載體質(zhì)量損失。進一步探究了巰基含量對催化劑在硝基苯酚還原反應(yīng)中催化活性的影響。結(jié)果表明,以過量NaBH4為還原劑時,催化劑中S含量對納米Au催化劑轉(zhuǎn)化數(shù)(TOF)沒有顯著影響。Au-SH-OMC-as-made(S:Au=63:1),4-NP的TOF可達4.3 min-1,與炭化后去除S物種的納米Au催化劑活性相當(dāng)。催化劑熱解過程中表面沉積碳物種是導(dǎo)致催化劑隨著熱解溫度升高(250-600℃)活性下降的主要原因。升高熱解溫度和延長時間去除表面積碳,可提高催化劑活性。從中毒試劑的溶解度、空間效應(yīng)、電子效應(yīng)、濃度等方面考察了不同巰基含量金催化劑的抗中毒性能。在水中溶解度大的中毒試劑CN2H4S和NaSCN表現(xiàn)出的抗中毒性要比在水中溶解度小的中毒試劑C3H8S、C12H26S和C9H7N表現(xiàn)出的抗中毒性強,巰基含量高的Au-SH-OMC-as-made和Au-SH-OMC-BH抗中毒性更差;含有較長碳鏈的硫醇在金催化劑表面的強吸附,以及較長碳鏈可能帶來的空間位阻作用,對催化劑中毒作用最為明顯;氮與金配位作用弱于巰基,導(dǎo)致喹啉對催化劑中毒程度較弱;通過熱解消除S物種的催化劑抗中毒性越強,即使加入CN2H4S(nCN2H4S:nAu=40:1)時,催化劑也不發(fā)生中毒現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：金 巰基 對硝基苯酚 抗中毒性
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-26
• 1.1 介孔材料簡介9-16
• 1.1.1 介孔材料的發(fā)展史10-12
• 1.1.2 介孔材料的合成方法12-14
• 1.1.3 介孔材料的合成機理14-15
• 1.1.4 介孔材料的應(yīng)用15-16
• 1.2 金的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.1 金催化劑的發(fā)現(xiàn)16-17
• 1.2.2 金催化劑的制備方法17-18
• 1.3 金與配體18-25
• 1.3.1 金與含硫配體20-24
• 1.3.2 前景展望24-25
• 1.4 論文選題25-26
• 第二章 不同巰基含量金催化劑的合成及催化測試26-47
• 2.1 引言26-28
• 2.2 實驗部分28-31
• 2.2.1 原料與試劑28
• 2.2.2 A階酚醛樹脂的合成28-29
• 2.2.3 巰基功能化介孔聚合物復(fù)合體材料的制備29
• 2.2.4 納米Au催化劑的制備29-30
• 2.2.5 催化劑表征30-31
• 2.2.6 催化劑活性測試31
• 2.3 結(jié)果與討論31-46
• 2.3.1 熱解溫度對納米金催化劑結(jié)構(gòu)的影響31-38
• 2.3.2 熱解時間對納米金催化劑結(jié)構(gòu)的影響38-39
• 2.3.3 還原方法對納米金催化劑結(jié)構(gòu)的影響39-40
• 2.3.4 對硝基苯酚的催化還原40-43
• 2.3.5 催化劑穩(wěn)定性的研究43-46
• 2.4 本章小結(jié)46-47
• 第三章 不同巰基含量金催化劑抗中毒性的研究47-56
• 3.1 引言47-48
• 3.2 實驗部分48
• 3.2.1 原料與試劑48
• 3.2.2 納米Au催化劑的制備48
• 3.2.3 中毒實驗48
• 3.3 結(jié)果與討論48-55
• 3.3.1 溶解度的影響49-53
• 3.3.2 空間結(jié)構(gòu)的影響53-54
• 3.3.3 電子效應(yīng)的影響54
• 3.3.4 濃度的影響54-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 全文總結(jié)56-57
• 參考文獻57-67
• 附錄一 縮寫說明67-69
• 附錄二 作者簡歷69-71
• 致謝71

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