本文關(guān)鍵詞：負載型鈀納米催化劑的制備及其在加氫反應(yīng)中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 納米催化劑 金屬納米顆粒 加氫脫氯反應(yīng) 對氯苯酚

【摘要】：納米催化劑憑借其高效的催化活性、良好好的穩(wěn)定性以及應(yīng)用廣泛的特點受到了廣大科研工作者的重視。氯代苯酚由于其使用范圍廣、毒性高和自然界中不易降解的特點,已經(jīng)成為一累被人們十分重視的有毒物質(zhì)。本論文的核心在于利用負載型鈀納米催化劑對氯代苯酚進行加氫脫氯,已達到降低其毒性的目的。在催化劑的制備過程中,利用傅里葉紅外光譜儀,透射電鏡,X射線衍射儀,X光電子能譜儀和電感偶合等離子體發(fā)射光譜儀對催化劑的各種特性進行了詳細的表征。在該論文中,制備了四種形貌及特點均不同的催化劑并將其應(yīng)用于對氯代苯酚的降解反應(yīng)。這些催化劑分別是Pd/M48N、Pd/Fe3O4@SiO2@m-SiO2、SiO2/Pd@m-SiO2和Pd/DMSNs。利用這些催化劑分別探索了反應(yīng)溶劑、堿性物質(zhì)以及反應(yīng)溫度和時間對該反應(yīng)的影響。本論文主要由以下相互銜接的四部分構(gòu)成:1、利用具有超大比表面積(1251 m2 g-1)和超大孔容(1.5 m2 g-1)以及孔徑為3.8 nm的MCM-48介孔微球(M48N)作為載體,通過原位還原的方法制備Pd,Pt和Ru/M48N負載型催化劑。探索最佳催化活性組分。通過實驗分析得知Pd納米顆粒作為活性中心對于此反應(yīng)具有非常高的反應(yīng)活性,Pt次之,Ru幾乎對這個反應(yīng)沒有催化活性。2、為了解決催化劑在反應(yīng)體系中的回收問題,Pd納米顆粒修飾在磁性Fe3O4@SiO2@m-SiO2納米載體上形成的負載型Pd/Fe3O4@SiO2@m-SiO2納米催化劑被成功制備。Pd/Fe3O4@SiO2@m-SiO2納米催化劑可以利用其磁性在外加磁場的作用下輕松地從反應(yīng)體系的分離出來,從而解決的催化劑從反應(yīng)體系中分離困難的難題。3、在催化劑的使用過程中,出現(xiàn)了催化劑活性中心的團聚和流失所引起的催化劑活性降低的問題。因此在這部分工作中,一種三明治殼核結(jié)構(gòu)的SiO2/Pd@m-SiO2納米催化劑被成功制備。SiO2/Pd@m-SiO2納米催化劑由負載了Pd納米顆粒的球形氧化硅作為核心,在外層包裹一層介孔有序氧化硅材料殼。有序介孔氧化硅材料的孔徑大概是2.4 nm,提供了一個物理的障礙以阻止大約10 nm的金屬Pd納米顆粒從核心中流失和團聚,從而有效地避免了催化劑活性中心流失和團聚帶來的催化劑活性的降低。4、在這部分工作中,合成了具有樹枝狀介孔硅球(DMSNs)作為載體所形成的Pd/DMSNs催化劑。對氯苯酚作為目標(biāo)物質(zhì),Pd/DMSNs作為催化劑,溶劑為氫氧化鈉水溶液,以及常壓H2條件下進行對氯苯酚加氫脫氯以及過度加氫的反應(yīng)條件。通過實驗結(jié)果可以得到如下結(jié):低催化劑加入量情況下,只出現(xiàn)脫氯步驟并且該步驟的反應(yīng)速率與催化劑用量幾乎是呈線性關(guān)系。在高的催化劑加入量情況下,會發(fā)生過度加氫的過程。并且此過程隨著溫度的升高過度加氫反應(yīng)速率也是呈升高狀態(tài),但是脫氯步驟的反應(yīng)速率卻是最溫度升高呈先增高后降低的趨勢。
【關(guān)鍵詞】：納米催化劑 金屬納米顆粒 加氫脫氯反應(yīng) 對氯苯酚
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 納米材料的應(yīng)用價值9
• 1.2 納米材料簡要介紹9-13
• 1.2.1 分子篩簡介9-10
• 1.2.2 氧化硅納米材料簡介10-12
• 1.2.3 MCM-48和MCM-41納米材料簡介12-13
• 1.3 納米材料表面修飾技術(shù)13
• 1.4 對氯苯酚加氫脫氯的研究現(xiàn)狀簡介13-14
• 1.5 論文選題背景及選題意義14-15
• 參考文獻15-21
• 第二章 零價鈀負載于具有超大比表面積的MCM-48介孔微球上的催化劑催化對氯苯酚加氫脫氯21-35
• 2.1 引言21-22
• 2.2 實驗部分22-23
• 2.2.1 實驗準備22
• 2.2.2 Pd/M48N，Pt/M48N和Ru/M48N催化劑的制備22-23
• 2.2.3 對氯苯酚加氫脫氯的實驗過程23
• 2.3 實驗結(jié)果和討論23-31
• 2.3.1 表征23-27
• 2.3.2 對氯苯酚的加氫脫氯27-31
• 2.4 總結(jié)31-32
• 參考文獻32-35
• 第三章 Pd/Fe_3O_4@SiO_2@m-SiO_2納米催化劑在對氯苯酚加氫脫氯和對硝基苯酚還原中的應(yīng)用35-51
• 3.1 引言35-36
• 3.2 實驗過程36-37
• 3.2.1 Fe_3O_4@SiO_2@m-SiO_2磁性介孔材料的制備36
• 3.2.2 催化劑的制備36-37
• 3.2.3 氯代苯酚加氫脫氯實驗步驟37
• 3.2.4 對硝基苯酚還原基本過程37
• 3.3 結(jié)果與討論37-46
• 3.3.1 表征37-42
• 3.3.2 催化還原對硝基苯酚42-44
• 3.3.3 對氯苯酚加氫脫氯44-46
• 3.4. 總結(jié)46-47
• 參考文獻47-51
• 第四章 利用三明治結(jié)構(gòu)的SiO_2/Pd@m-SiO_2納米催化劑催化對氯苯酚加氫脫氯反應(yīng)51-64
• 4.1 引言51-52
• 4.2.實驗過程52-54
• 4.2.1 合成SiO_2微球52
• 4.2.2 合成APTES修飾的SiO_2納米球52
• 4.2.3 合成SiO_2/Pd納米微球52-53
• 4.2.4 合成SiO_2/Pd@m-SiO_253
• 4.2.5 氯代苯酚加氫脫氯實驗步驟53
• 4.2.6 穩(wěn)定性實驗53-54
• 4.3 結(jié)果與討論54-60
• 4.3.1 表征54-57
• 4.3.2 對氯苯酚加氫脫氯反應(yīng)57-60
• 4.4 總結(jié)60-61
• 參考文獻61-64
• 第五章 水溶液中Pd/DMSNs催化對氯苯酚加氫脫氯以及過度加氫64-77
• 5.1 引言64-65
• 5.2 實驗部分65-66
• 5.2.1 Pd/DMSNs納米催化劑的制備65
• 5.2.2 氯代代苯酚加氫脫氯反應(yīng)過程65-66
• 5.3 結(jié)果與討論66-73
• 5.3.1 表征66-69
• 5.3.2 對氯苯酚加氫脫氯69-73
• 5.4. 總結(jié)73-74
• 參考文獻74-77
• 在學(xué)期間研究成果77-78
• 致謝78

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