本文關(guān)鍵詞：多級(jí)核殼型磁性金簇催化劑的制備與醇氧化性能研究

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【摘要】：本論文以提高負(fù)載型Au催化劑的催化活性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)其方便回收再利用的綠色催化為目標(biāo),首次以多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)磁性水滑石(LDH)材料為載體,以近原子精度的金納米簇為前體,采用修飾的靜電吸附法及適度焙燒制備了多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)磁性金納米簇催化劑,研究了其醇氧化性能,探究了其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。論文的主要內(nèi)容如下：1)以蜂巢狀多級(jí)核殼結(jié)構(gòu)磁性材料Fe3O4@M3Al-LDH(M=Ni、Mg和Cu/Mg(0.5/2.5))為載體,以水溶性金納米簇(Au25Capt18(1.6±0.5nm)和Pd摻雜Au24Pd1Capt18 (1.5±0.5nm))為前體,采用修飾的靜電吸附法及后續(xù)適度焙燒制備了多級(jí)核殼型催化劑γ-Fe2O3@M3Al-LDH@Au25-x (x:Au納米簇負(fù)載量,wt%)和γ-Fe2O3@Mg3Al-LDH@Au24Pd1-0.2。2)綜合表征結(jié)果顯示,低負(fù)載量樣品γ-Fe2O3@Ni3Al-LDH@Au25-x (x～0.053,0.11)中,近原子精度的Au納米簇高度分散在殼層LDH的邊角位點(diǎn),平均粒徑分別為1.4±0.3 nm和1.9±0.6 nm。隨負(fù)載量增加,γ-Fe2O3@M3Al-LDH@Au25-x (x-0.2) (M=Ni、Mg和Cu/Mg(0.5/2.5))的粒徑分別增至3.0±1.3 nm,3.0±1.2nm和4.2±1.5 nm,歸因于高負(fù)載量下Au25簇的燒結(jié)及其與殼層LDH的協(xié)同作用。3)1-苯乙醇氧化結(jié)果表明,γ-Fe2O3@M3Al-LDH@Au25-x催化劑在無(wú)外加堿助劑和常壓02條件下較傳統(tǒng)沉積沉淀法Fe3O4@Mg3Al-LDH@Au催化劑具有更高的活性。相同負(fù)載量下,催化劑γ-Fe2O3@Ni3Al-LDH@ Au25-0.23較γ-Fe2O3@Mg3Al-LDH@Au25-0.21和γ-Fe2O3@Cu0.5Mg2.5Al-LDH@Au25-0.2有更高活性,歸因于前者大量的Ni-OH位和Au-載體強(qiáng)相互作用。4)γ-Fe2O3@Ni3Al-LDH@Au25-0.053在無(wú)溶劑條件下催化1-苯乙醇氧化活性TOF值高達(dá)112498 h-,且在有溶劑條件下對(duì)其他醇類(lèi)的氧化都具有較高的活性,歸因于近原子精度Au25納米簇的富電子特征及其與殼層LDH和磁核間的三相協(xié)同作用。同時(shí),催化劑可通過(guò)外加磁場(chǎng)快速與反應(yīng)體系分離,且循環(huán)使用10次仍然保持很好的催化活性和選擇性,是一種環(huán)境友好型綠色高效催化劑。5)Pd摻雜γ-Fe2O3@Mg3Al-LDH@Au24Pd,-0.2 (2.7±1.0 nm)催化劑比±-Fe2O3@Mg3Al-LDH@Au25-0.21具有更高的1-苯乙醇氧化活性,主要?dú)w因于A(yíng)u-Pd的相互作用使部分電子云由Pd向Au轉(zhuǎn)移,使得Au原子周?chē)患嗟碾娮?從而有利于提高醇氧化活性。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36

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