本文選題：樹(shù)狀聚合物 + Pt納米粒子��； 參考：《東南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：Pt基負(fù)載型催化劑由于具有較高的催化反應(yīng)活性,廣泛應(yīng)用于各類(lèi)反應(yīng)中,如低碳烷烴脫氫、一氧化碳氧化、醇的選擇性氧化等。一般認(rèn)為,該催化劑的反應(yīng)性能與催化劑表面的Pt顆粒的分布以及載體的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。傳統(tǒng)浸漬法制備的負(fù)載型Pt催化劑由于不能有效控制Pt顆粒的尺寸和分布,易于導(dǎo)致催化劑的快速失活。因而如何在制備催化劑的過(guò)程中有效控制金屬粒子的分散性,并且改善載體的結(jié)構(gòu),成為改善催化劑反應(yīng)性能的關(guān)鍵。本文從提高Pt粒子分散性和催化反應(yīng)活性出發(fā),以聚酰胺-胺型(PAMAM)樹(shù)狀聚合物為模板劑制備了均勻分散的Pt納米粒子,將其分別負(fù)載到介孔A1203、介孔Ce02、介孔Co3O4-CeO2載體上。利用特定條件下的熱處理去除聚合物,制備得到不同載體負(fù)載的Pt基催化劑。利用多種手段對(duì)制備的材料進(jìn)行了表征分析,并以對(duì)硝基苯酚的還原反應(yīng)為探針?lè)磻?yīng),結(jié)合催化劑的系列表征結(jié)果,探討了催化劑的內(nèi)在構(gòu)效關(guān)系。以羥基端聚酰胺-胺型樹(shù)狀聚合物為模板劑,通過(guò)配位反應(yīng)封裝Pt2+,以硼氫化鈉作為還原劑,制備了基于樹(shù)狀聚合物模板的均勻分散的小尺寸Pt納米粒子(標(biāo)記為Pt DENs)。而后將其負(fù)載到介孔氧化鋁(MA)載體上,制得了Pt/MA催化劑。研究了聚合物分解的不同焙燒氣氛以及焙燒溫度對(duì)Pt粒子分布的影響。結(jié)果表明,氮?dú)鈿夥障碌谋簾删徛纸饩酆衔?從而能有效控制Pt顆粒間的團(tuán)聚。同時(shí)該氣氛下550℃的焙燒既能充分分解聚合物,又能維持Pt顆粒的較小粒徑。在催化對(duì)硝基苯酚還原反應(yīng)中氮?dú)庀?50 ℃處理的催化劑顯示最好的催化活性,并且樣品易于回收并具有良好的重復(fù)使用性。以水熱法制備的介孔硅KIT-6作為硬模板,浸漬硝酸鈰溶液,經(jīng)過(guò)焙燒和刻蝕后,制備了具有高結(jié)晶性的有序介孔氧化鈰(meso-CeO2),比表面積為115.3 m2/g。同時(shí),采用溶膠-凝膠法制備了無(wú)序孔道的納米氧化鈰材料(nano-CeO2)。然后,將PAMAM樹(shù)狀聚合物封裝的Pt納米粒子分別負(fù)載到有序介孔氧化鈰和納米氧化鈰載體上,得到Pt/meso-CeO2和Pt/nano-CeO2兩種催化劑。研究結(jié)果表明,meso-CeO2的高比表面積有利于分散Pt納米粒子,并且其規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)可以限制Pt粒子的團(tuán)聚,有利于維持Pt顆粒的尺寸。另外,和Pt/nano-CeO2催化劑相比,Pt/meso-CeO2催化劑在對(duì)硝基苯酚還原反應(yīng)中顯示出更高的催化反應(yīng)活性,且具有優(yōu)良的重復(fù)使用性能。以硝酸鈰和硝酸鈷的混合溶液浸漬到介孔硅KIT-6,經(jīng)過(guò)焙燒和刻蝕后得到有序介孔Co3O4-CeO2復(fù)合金屬氧化物Co3O4-CeO2將PAMAM樹(shù)狀聚合物封裝的Pt納米粒子固載到介孔Co3O4-CeO2復(fù)合金屬氧化物載體上,焙燒分解聚合物后得到Pt/meso-Co3O4-CeO2催化劑。Pt納米粒子負(fù)載到Co3O4-CeO2復(fù)合金屬氧化物后仍維持較小尺寸和良好的分散性,且載體依然保持較好有序結(jié)構(gòu)。在催化對(duì)硝基苯酚還原反應(yīng)中,經(jīng)過(guò)6 min反應(yīng)后對(duì)硝基苯酚的轉(zhuǎn)化率己達(dá)到97.3%,其催化反應(yīng)性能明顯高于單純氧化鈰載體負(fù)載的Pt基催化劑。
[Abstract]:Pt based supported catalysts are widely used in various reactions, such as dehydrogenation of low carbon alkanes, oxidation of carbon monoxide, selective oxidation of alcohols, and so on. It is generally believed that the reaction performance of the catalyst is closely related to the distribution of Pt particles on the surface of the catalyst and the structure of the carrier. The Pt catalyst can not effectively control the size and distribution of Pt particles, which can easily lead to the rapid deactivation of the catalyst. Therefore, how to effectively control the dispersity of the metal particles and improve the structure of the carrier in the process of preparing the catalyst is the key to improve the reaction performance of the catalyst. The dispersion of Pt particles and the catalytic reaction are improved in this paper. Homogeneously dispersed Pt nanoparticles were prepared with polyamide amine type (PAMAM) dendrimers as templates and loaded onto mesoporous A1203, mesoporous Ce02 and mesoporous Co3O4-CeO2 carriers. Pt based catalysts with different carrier loads were prepared by heat treatment under specific conditions. A variety of means was used to prepare the catalyst. The prepared materials were characterized and analyzed. The intrinsic structure-activity relationship of the catalyst was discussed with the reduction reaction of p-nitrophenol as a probe reaction and the series characterization results of the catalyst. The hydroxyl terminated polyamide amine type dendrimer was used as the template, the Pt2+ was encapsulated by the coordination reaction, and the sodium borohydride was used as a reductant, and the tree was prepared based on the tree. A uniformly dispersed small size Pt nanoparticle (marked as Pt DENs) of a polymer template was then loaded onto a mesoporous alumina (MA) carrier and a Pt/MA catalyst was prepared. The effect of different calcination atmosphere on the decomposition of the polymer and the effect of calcination temperature on the distribution of Pt particles was studied. The compound can effectively control the agglomeration between Pt particles. At the same time, the roasting at 550 C can not only fully decompose the polymer, but also maintain the smaller particle size of the Pt particles. In the catalytic p-nitrophenol reduction reaction, the catalyst at 550 C shows the best catalytic activity, and the sample is easily recovered and has good repetition. The mesoporous silicon KIT-6 prepared by hydrothermal method, as a hard template, impregnated with cerium nitrate solution, was prepared by roasting and etching, and prepared an ordered mesoporous cerium oxide (meso-CeO2) with a specific surface area of 115.3 m2/g.. The nano cerium oxide material (nano-CeO2) was prepared by the sol-gel method. Then, the PAMAM tree was made. The Pt nanoparticles encapsulated by the polymer are loaded on the ordered mesoporous cerium oxide and the nano ceria carrier, and the two catalysts of Pt/meso-CeO2 and Pt/nano-CeO2 are obtained. The results show that the high specific surface area of meso-CeO2 is beneficial to dispersing Pt nanoparticles, and its regular pore structure can restrict the aggregation of Pt particles, which is beneficial to the maintenance of the particles. The size of Pt particles. In addition, compared with the Pt/nano-CeO2 catalyst, the Pt/meso-CeO2 catalyst shows a higher catalytic activity in the reduction reaction of p-nitrophenol and has a good reuse performance. The mixed solution of cerium nitrate and cobalt nitrate is impregnated to the mesoporous silicon KIT-6, and the ordered mesoporous Co3O4-CeO2 is obtained after roasting and etching. Composite metal oxide Co3O4-CeO2 Pt nanoparticles PAMAM dendrimer encapsulated supported mesoporous Co3O4-CeO2 composite metal oxide carrier, roasting decomposition polymers obtained after Pt/meso-Co3O4-CeO2 catalyst load.Pt nanoparticles to Co3O4-CeO2 composite metal oxide still maintain a small size and good dispersion, and the load In the catalytic p-nitrophenol reduction reaction, the conversion rate of p-nitrophenol has reached 97.3% after 6 min reaction, and its catalytic performance is obviously higher than that of Pt based catalyst supported by pure cerium oxide carrier.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(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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