M^Cu (M=Au、Pd)納米復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑的合成與表征.pdf

1、貴金屬目前仍是許多重要化工生產(chǎn)過程中不可缺少的催化劑材料,但商業(yè)化貴金屬催化劑的利用率都不足50％。針對(duì)這一問題,本研究擬以Cu納米顆粒為基體,沉積分散貴金屬Au或Pd,即制備由Cu納米顆粒載的Au或Pd(表示為Aum^Cu或Pdm^Cu,m為Au或Pd與Cu的原子比,通過ICP-AES測(cè)定)納米復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬顆粒,期望由此構(gòu)造高活性、高貴金屬利用率的新型貴金屬催化劑。本論文將探討不同的貴金屬M(fèi)制備M^Cu(M=Au、Pd)納米復(fù)合結(jié)構(gòu)催

2、化劑的合成與表征。
　　1.第一部分,采用還原沉積法和氧化還原置換法分別制備得 Aum^Cu和Aum^Cu/C納米復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑。通過在Cu納米顆粒(Ca.3.6 nm)表面還原沉積不同量的Au制備Cu載Au(記為Aum^Cu,Au/Cu原子比m=0.1,0.3和0.5)系列納米復(fù)合催化劑;通過Cu納米顆粒(Ca.5.2 nm)與不同量的Au的前驅(qū)體(HAuCl4)進(jìn)行氧化還原置換反應(yīng)制備Cu載Au(記為Aum^Cu,Au/Cu原

3、子比m=0.01,0.06和0.13)系列納米復(fù)合催化劑,并碳載制得Aum^Cu/C納米復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑,并通過對(duì)硝基苯酚的還原和苯乙烯的環(huán)氧化反應(yīng)兩個(gè)液相反應(yīng)來考察所制兩系列催化劑的催化性能。通過ICP-AES、UV-vis、TEM、XRD等技術(shù)對(duì)Aum^Cu和Aum^Cu/C納米復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑進(jìn)行了表征,結(jié)果表明成功制備出這兩系列催化劑。對(duì)比由催化劑中 Au質(zhì)量歸一化的質(zhì)量比活性 MSAAu發(fā)現(xiàn),隨著樣品中m的減小,MSAAu隨之提高

4、,特別是Au0.1^Cu催化劑在對(duì)硝基苯酚的還原反應(yīng)中,相對(duì)于純Au納米催化劑MSAAu至少提高了10倍,Au0.01^Cu/C催化劑在對(duì)硝基苯酚的還原和苯乙烯的環(huán)氧化反應(yīng)中,相對(duì)于純 Au/C催化劑MSAAu分別至少提高了10倍和40倍,這些結(jié)果表明將Au承載于Cu納米顆粒上即制備為Aum^Cu納米復(fù)合結(jié)構(gòu)可以顯著提高Au催化劑的質(zhì)量比活性即其利用率。
　　2.第二部分,采用氧化還原置換法制備得Pdm^Cu/C納米復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑

5、。通過Cu納米顆粒(Ca.5.2 nm)與不同量的Pd的前驅(qū)體(Na2PdCl4)進(jìn)行氧化還原置換反應(yīng)制備Cu載Pd(記為Pdm^Cu,Pd/Cu原子比m=0.4,0.7和1.0)系列納米復(fù)合催化劑,并碳載制得Pdm^Cu/C納米復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑,并通過對(duì)硝基苯酚的還原和對(duì)硝基氯苯的還原兩個(gè)液相反應(yīng)來考察所制催化劑的催化性能。通過 ICP-AES、UV-vis、TEM、XRD等技術(shù)對(duì) Pdm^Cu/C納米復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑進(jìn)行了表征,結(jié)果表明

6、成功制備出催化劑。對(duì)比由催化劑中Pd質(zhì)量歸一化的質(zhì)量比活性MSAPd發(fā)現(xiàn),隨著樣品中m的減小,MSAPd隨之提高,特別是Pd0.4^Cu/C催化劑在對(duì)硝基苯酚的還原和對(duì)硝基氯苯的還原反應(yīng)中,相對(duì)于純Pd/C催化劑MSAPd分別至少提高了10倍和3倍,這些結(jié)果表明將Pd承載于Cu納米顆粒上即制備為Pdm^Cu納米復(fù)合結(jié)構(gòu)可以提高Pd催化劑的質(zhì)量比活性即其利用率。
　　通過以上兩種不同的貴金屬 M(Au、Pd)制備的 M^Cu納米復(fù)合