發(fā)布時(shí)間：2019-08-09 20:06

【摘要】：催化加氫作為一種原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng),符合綠色化學(xué)化工發(fā)展的要求,而高活性和高穩(wěn)定性金屬納米催化劑的設(shè)計(jì)和制備是其中一個(gè)重要的研究課題。選擇適宜的載體和添加穩(wěn)定化試劑能顯著提高納米粒子(NPs)的分散性,進(jìn)而提高其催化活性,并獲得良好的穩(wěn)定性。然而,上述方法也存在著高成本和制備步驟繁瑣等缺點(diǎn),因此,建立一種低成本且制備簡(jiǎn)便的高分散和高穩(wěn)定性納米催化劑的制備方法是非常必要的�；诖�,我們以天然多糖海藻酸鈉(Alg)為輔助試劑制備了兩類鎳基納米催化劑,并通過(guò)必要的表征手段研究了催化劑的結(jié)構(gòu)與加氫性能之間的構(gòu)效關(guān)系。首先,我們利用Ni(II)與海藻酸鈉的配位作用,采用“一步法”構(gòu)建海藻酸Ni(II)三維網(wǎng)狀水凝膠,然后通過(guò)硼氫化鈉原位還原,得到多孔Ni/海藻酸鈉無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化材料。所制備的雜化材料中Ni粒子具有較高的分散性和較小的粒徑,在苯乙烯加氫反應(yīng)中顯示出了優(yōu)異的催化活性;同時(shí),載體與活性組分之間較強(qiáng)的相互作用抑制了Ni NPs的團(tuán)聚和流失,使其具有很好的穩(wěn)定性,循環(huán)使用20次其活性沒有明顯變化。此外,該雜化材料在一系列不飽和化合物的催化加氫反應(yīng)中表現(xiàn)出很好的底物適應(yīng)性。然后,我們以海藻酸Ni(II)三維網(wǎng)狀水凝膠為活性金屬前驅(qū)和犧牲模板,制備了一種交聯(lián)海藻酸Ni(II)/SiO2雜化凝膠。通過(guò)高溫煅燒和還原后,最終得到一種多孔SiO2負(fù)載的高分散鎳基納米催化劑,并用于二苯甲酮的加氫反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該催化劑在二苯甲酮選擇性加氫為二苯甲醇的反應(yīng)中具有較好的催化活性和穩(wěn)定性,循環(huán)使用20次后,二苯甲酮的轉(zhuǎn)化率依然保持在94%以上。需要特別指出的是,該催化劑對(duì)加氫產(chǎn)物二苯甲醇同時(shí)具有較好的選擇性(大于97%)。結(jié)合表征結(jié)果,我們推測(cè)是因?yàn)楹Ｔ逅徕c焙燒過(guò)程中原位生成的Na2CO3中和了催化劑表面的部分酸性位,抑制了二苯甲酮的加氫脫氧反應(yīng),從而提高加氫產(chǎn)物中二苯甲醇的選擇性。
【圖文】：

Yang 等[24]采用一鍋?zhàn)越M裝方法制備了多孔硅負(fù)載的鎳基催化劑Ni-KIT-6用于甲烷的重整反應(yīng)（圖1-1）。催化劑中 Ni NPs 粒徑小，且與載體之間有較強(qiáng)的相互作用，具有較好的抗燒結(jié)性能。韓布興院士課題組[25]以有機(jī)金屬框架結(jié)構(gòu)（MOFs）為活性金屬前驅(qū)體，，制備了SiO2負(fù)載的超細(xì) Ni 納米催化劑（<1 nm），在苯加氫制備環(huán)己烷的反應(yīng)中具有高的催化活性，以表面活性金屬原子數(shù)計(jì)算，其 TOF 值達(dá)到 18359.4 h-1。該研究成果為我們?cè)谪?fù)載型催化劑的設(shè)計(jì)和制備方面提供了新的思路和借鑒。圖 1-1 催化劑 Ni-KIT-6 的制備過(guò)程[24]Fig. 1-1 Preparation process of Ni-KIT-6 catalyst[24]1.3 水凝膠概述近年來(lái)，多糖類水凝膠由于其獨(dú)特的開放性孔結(jié)構(gòu)和大比表面積、豐富的功能化基團(tuán)以及在大多數(shù)有機(jī)溶劑中穩(wěn)定性好的特性而備受關(guān)注。利用功能化的水凝膠體系負(fù)載

第 1 章 緒論提高其分散性和穩(wěn)定性被證明是一條可行的研究方向[26, 27]天然多糖，主要來(lái)源于褐色海藻，是由 L-甘露糖醛酸（M 單 單元）依靠 1,4-糖苷鍵連接形成的線性共聚物。海藻酸鈉能子（Ca2+、Cu2+、Co2+和 Mn2+等[28]）發(fā)生配位作用形成三用這一特性實(shí)現(xiàn)金屬離子的高分散性或者是將三維網(wǎng)狀水凝。例如：Primo 等[29]將 Pd 負(fù)載到 Ca2+交聯(lián)的海藻酸鈉水凝膠 Ag 負(fù)載到 Ba2+交聯(lián)的海藻酸鈉凝膠中用于 4-硝基苯酚的還效果。由于海藻酸鈉水凝膠制備簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，成本低廉膠輔助制備高分散的金屬納米粒子，為納米催化劑的研究和
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O643.36

【參考文獻(xiàn)】

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1 王麗;周宏偉;蔣文遠(yuǎn);黃疇;易英;;納米二氧化硅的疏水改性及其對(duì)Pickering乳液的穩(wěn)定作用[J];精細(xì)化工;2016年03期

2 劉琪英;左華亮;張琦;王鐵軍;馬隆龍;;Ni/SAPO-11催化劑上棕櫚油加氫脫氧制異構(gòu)烴燃料(英)[J];催化學(xué)報(bào);2014年05期

3 李琳;梁群芳;張愛清;;Ni-B非晶態(tài)合金催化苯丙酮酸加氫合成苯丙氨酸[J];催化學(xué)報(bào);2007年12期

本文編號(hào)：2524974