本文關(guān)鍵詞：Co_xSn_y金屬間化合物的制備及其對檸檬醛選擇性加氫的催化性能研究　出處：《北京化工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 金屬間化合物 水滑石 層狀前體拓撲法 活性位結(jié)構(gòu) 檸檬醛選擇性加氫

【摘要】：α,β-不飽和醛選擇加氫生成不飽和醇是一個重要的精細化工反應(yīng)�；贑o的金屬間化合物催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的不飽和醛選擇性加氫性能,但是,目前Co基金屬間化合物制備過程仍然存在合成條件苛刻,形貌、結(jié)構(gòu)、組成難于控制,以及使用有毒試劑等問題。因此,發(fā)展高效、可控的Co基金屬間化合物催化劑的制備方法,成為α,β-不飽和醛選擇性加氫反應(yīng)體系研究中重要并亟待解決的問題。基于此,本論文提出基于層狀化合物水滑石(LDHs)獨特的納米結(jié)構(gòu),采用外源法引入Sn組份與Co基LDHs前體反應(yīng),通過LDHs結(jié)構(gòu)拓撲轉(zhuǎn)變過程,得到系列粒徑、組成及結(jié)構(gòu)可控的CoxSny金屬間化合物催化劑,其對檸檬醛選擇性加氫制不飽和醇表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能；通過精細調(diào)變Co/Sn比及LDHs前體原位拓撲轉(zhuǎn)變條件,有效調(diào)控CoxSny金屬間化合物的活性位幾何與電子結(jié)構(gòu)；采用多種研究手段(HRTEM、EXAFS、原位紅外及DFT理論計算),深入認識CoxSny金屬間化合物活性位結(jié)構(gòu)及調(diào)變規(guī)律,揭示了CoxSny金屬間化合物活性位結(jié)構(gòu)與檸檬醛選擇性加氫性能的內(nèi)在聯(lián)系。本論文研究工作為高性能Co基金屬間化合物催化劑的設(shè)計、制備提供了新的方法,具有潛在的應(yīng)用價值。論文主要研究內(nèi)容如下：(1) CoxSny金屬間化合物催化劑的制備及其活性位結(jié)構(gòu)調(diào)控采用外源法引入Sn組份與Co2Al-LDHs前體反應(yīng),系統(tǒng)調(diào)變Co/Sn摩爾比,精細調(diào)控LDHs前體的原位還原條件,得到三種負載型CoxSny/Al2O3 (Co2.9Sn2/Al2O3、CoSn/Al2O3和CoSn2/Al2O3)金屬間化合物。通過XRD和HRTEM表征,分別確定了CoxSny金屬間化合物晶體結(jié)構(gòu),并表明三種CoxSny/Al2O3具有相近的平均粒徑(～50 nm)。通過調(diào)變ZnxCoyAlz-LDHs前體的Co/Zn比,進一步調(diào)控了CoxSny金屬間化合物的粒徑和形貌。其中以Zn3Co7Al5-LDHs為前體,所得到三種負載型金屬間化合物(Co2.9Sn2/ZnAl-MMOs、CoSn/ZnAl-MMOs和CoSn2/ZnAl-MMOs)基本保持了CoxSny/Al2O3的晶體結(jié)構(gòu),具有均一的CoxSny粒徑(-20 nm)。EXAFS和DFT理論計算表明：CoxSny/ZnAl-MMOs中Sn的引入顯著調(diào)變了活性中心Co的幾何與電子結(jié)構(gòu),產(chǎn)生了Sn對Co的幾何分割效應(yīng)及Sn電子向Co的偏移。(2)CoxSny金屬間化合物對檸檬醛選擇性加氫的催化性能研究基于上一部分CoxSny/ZnAl-MMOs金屬間化合物催化劑的結(jié)構(gòu)調(diào)控研究,進一步建立了檸檬醛選擇性加氫制備不飽和醇催化評價體系,系統(tǒng)研究了CoxSny/ZnAl-MMOs的催化性能(活性、選擇性)。催化性能結(jié)果表明,相對于Co/ZnAl-MMOs催化劑,CoxSny/ZnAl-MMOs催化劑表現(xiàn)出顯著提高的不飽和醇選擇性；其中CoSn/ZnAl-MMOs催化劑在檸檬醛轉(zhuǎn)化率100%條件下,不飽和醇的選擇性達到67.6%。通過H2-TPD表征表明：CoxSny/ZnAl-MMOs催化劑促進了H2的中等強度吸附,利于H2的解離和活化。CO原位紅外和DFT理論計算證實:CoxSny/ZnAl-MMOs中Sn對Co的幾何分割效應(yīng)及Sn電子向Co的偏移,削弱了C=C雙鍵的加氫能力,增加了C=O雙鍵的加氫能力,最終提高了不飽和醇的生成選擇性。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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本文編號：1330304