SBA-15分子篩的改性合成研究及其在CO氧化反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf

1、SBA-15介孔分子篩具有比表面積大、孔徑分布均一、水熱穩(wěn)定性高等特點(diǎn),是一種優(yōu)良的催化劑載體。但是SBA-15表面呈惰性且無(wú)活性中心,使其催化應(yīng)用受到了一定的限制。人們通過(guò)不同方法將酸、堿、氧化還原中心和活性物種引入到SBA-15中,試圖拓展其應(yīng)用范圍。目前文獻(xiàn)報(bào)道SBA-15的合成及改性方法存在種種不足:如SBA-15合成費(fèi)時(shí)；以其為載體采用浸漬法制備的催化劑,活性金屬組分尺寸較大；采用接枝法制備催化劑操作繁瑣、且制備條件苛刻,需在

2、高溫條件下還原活性組分；采用沉積沉淀法制備貴金屬催化劑時(shí),多數(shù)貴金屬前驅(qū)體為陰離子,不能適用于該法。因此,本文試圖尋求一種簡(jiǎn)單、快速的方法來(lái)合成SBA-15,并以其為載體制備鉑催化劑,以CO催化氧化反應(yīng)為模型反應(yīng),考察各種因素對(duì)催化劑活性的影響,制備出高活性、穩(wěn)定性好的負(fù)載型Pt/SBA-15催化劑。本文主要開(kāi)展了以下內(nèi)容的研究工作:
　　 以三嵌段共聚物(P123)為模板劑、正硅酸乙酯(TEOS)作為硅源,在微波輔助加熱條件下

3、,快速地合成出SBA-15介孔分子篩；利用XRD、N2物理吸附、HRTEM、IR等技術(shù)對(duì)合成的樣品進(jìn)行表征,優(yōu)化合成條件;以合成的不同比表面積和孔徑大小的SBA-15為載體制備Pt催化劑；考察催化劑在CO氧化反應(yīng)中的催化性能,篩選出合適的載體；通過(guò)摻雜對(duì)SBA-15載體進(jìn)行改性以及添加不同助劑制備催化劑,并考察各種因素對(duì)催化劑性能的影響。
　　 1.通過(guò)微波輔助加熱的方法,經(jīng)過(guò)40℃水解3小時(shí)、80℃晶化3小時(shí)可快速地合成具有高

4、度有序的二維六方結(jié)構(gòu)的介孔氧化硅SBA-15分子篩；通過(guò)控制晶化溫度可調(diào)控所合成的SBA-15孔尺寸大小。
　　 2.將以SBA-15為載體制備的Pt催化劑應(yīng)用于CO氧化反應(yīng)中,研究發(fā)現(xiàn):在晶化溫度100℃下合成的SBA-15,具有較高的比表面積和較大的孔尺寸(620m2g-1、5.1 nm),以其為載體制備的催化劑在CO氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的活性,更適合作為CO氧化反應(yīng)的催化劑載體。
　　 3.在考察助劑對(duì)催化劑Pt/

5、SBA-15活性影響的研究中發(fā)現(xiàn),引入Fe、Co、Ni助劑,可以提高Pt在載體表面的分散度,從而提高了催化活性；采用共浸漬法制備的含助劑的PtM/SBA-15催化劑活性高于分步浸漬法制備的催化劑；其中,Ni助劑的助催化效果最好,當(dāng)Ni的添加量為1wt％時(shí)(Pt的含量約為0.95wt％),PtNi/SBA-15催化劑在CO氧化反應(yīng)中的最低完全轉(zhuǎn)化溫度為190℃,其活性提高的主要因?yàn)槭荘t-Ni雙金屬相互協(xié)同作用的結(jié)果。
　　 4.

6、在研究酸度對(duì)合成骨架摻雜Ce-SBA-15分子篩的影響中發(fā)現(xiàn),當(dāng)凝膠體系酸度范圍在pH=2～7時(shí)均可以合成出Ce-SBA-15,調(diào)節(jié)凝膠體系的pH=2時(shí),合成的Ce-SBA-15具有更優(yōu)化的織構(gòu)和更高的比表面積(692.28 m2g-1)；以鈰鹽浸漬制備的鈰負(fù)載SBA-15載體(Ce/SBA-15)的研究中發(fā)現(xiàn),引入適量Ce物種制備的Ce/SBA-15仍然具有較高的有序度。
　　 5.骨架摻雜的Ce-SBA-15載體更有利于活性