Cu-MgO催化劑的MOCVD法制備及其催化性能.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，化石燃料的儲量日益減少，同時人們對能源的需求又不斷增加，因此研究可再生能源轉化為高附加值的多元醇具有重要意義。負載型銅催化劑具有低成本和高活性等優(yōu)點，因而被普遍應用于生物質的轉化和有機污染物的處理等領域。本文分別以(hfac)Cu(COD)、Cu(hfac)2和Cu(acac)2為前驅體，采用MOCVD方法制備出負載型銅基催化劑，然后以葡萄糖的氫解和γ-戊內酯的加氫為探針反應研究了其催化性能。
　　本研究主要內容包

2、括：⑴以四水合醋酸鎂為原料，無水乙醇和去離子水的混合溶液為溶劑，采用溶劑熱法合成花瓣狀Mg(OH)2，經煅燒后得到比表面積為210 m2g-1的多孔MgO載體。在無水無氧的條件下，采用氧化亞銅、1,5-環(huán)辛二烯和六氟乙酰丙酮等為原材料，合成出對空氣相對穩(wěn)定的銅金屬有機前驅體(hfac)Cu(I)(COD)和Cu(II)(hfac)2，采用1H核磁和紅外表征，證實了銅金屬有機前驅體的結構和組成。前驅體分子中存在的CF3基團使其具有較強的揮

3、發(fā)性，在100°C和60°C條件下通過簡單易行的MOCVD方法可以將兩種金屬前驅體擔載到MgO載體上，成功制備出不同金屬負載量的催化劑Cu/MgO(I)和Cu/MgO(II)。XRD和TEM的表征結果表明，Cu/MgO(I)和Cu/MgO(II)催化材料中的銅納米粒子均勻分散在載體MgO上。將Cu/MgO(I)和Cu/MgO(II)分別應用于濃度為5 wt%的葡萄糖的氫解反應中，都表現出了較高的催化活性，葡萄糖幾乎完全轉化，1,2-丙二

4、醇的選擇性較高，在70%左右。當葡萄糖的濃度較高時（10wt%），產物中1,2-丙二醇的選擇性雖然很高，但是葡萄糖容易發(fā)生結焦，且在催化劑的表面會有積碳生成。⑵以廉價易得的Cu(acac)2為銅前驅體，在180°C條件下采用MOCVD法合成了不同擔載量（5.6wt%，9.0wt%，11.3wt%，17.0wt%）的Cu/MgO催化劑。XRD、FT-IR和TEM的表征結果指出，制備的催化劑中沒有小分子雜質的殘留，催化劑中銅納米粒子的顆粒尺

5、寸在20 nm左右。在催化γ-戊內酯加氫制備1,4-PDO的反應中，隨著銅擔載量的增加，催化活性會略有增加；相比于反應氫壓，反應溫度對1,4-PDO的影響較大。在較優(yōu)的反應條件下，Cu/MgO催化劑對γ-戊內酯加氫反應表現出高活性和大于90%的1,4-PDO選擇性，且被循環(huán)使用三次，γ-戊內酯的加氫反應活性沒有顯著的降低。與(hfac)Cu(I)(COD)和 Cu(II)(hfac)2兩種銅前驅體相比較，Cu(acac)2前驅體的揮發(fā)性