一步法合成氮摻雜介孔碳材料及其負(fù)載Pd,Ag催化液相加氫性能研究.pdf

1、高度有序的介孔碳材料（OMC）由于有較大的比表面積和孔容，在電化學(xué)材料、儲(chǔ)氫材料和催化材料等方面有著廣泛的研究與應(yīng)用，通過(guò)氮元素的引入可顯著改善其結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性和酸堿性。本文采用一步法設(shè)計(jì)合成具有高度有序、高水熱穩(wěn)定、高氮摻雜和氮碳堆積形態(tài)可調(diào)的環(huán)境友好型氮摻雜有序介孔碳材料（NOMC）?？疾觳煌春秃铣煞椒▽?duì)介孔碳材料的氮碳原子比、堆積形態(tài)與表面性質(zhì)的影響，將制備的NOMC作為載體，負(fù)載Pd金屬納米顆粒和一步法負(fù)載Ag，并以氯代苯酚加

2、氫脫氯和硝基苯酚加氫作為探針?lè)磻?yīng)，揭示其在液相加氫催化體系中的作用及其機(jī)制。
　　考察了焙燒溫度、模板劑、氮源量和氮前驅(qū)體對(duì)氮摻雜介孔碳材料的結(jié)構(gòu)和催化性能影響。結(jié)果表明隨著焙燒溫度的升高，材料的比表面積和孔體積增大，并且溫度和模板劑（1,3,5-三甲基苯，TMB）加入會(huì)影響到氮的物種。比較500℃、900℃焙燒的樣品和TMB是否加入后發(fā)現(xiàn)，存在氮化碳，吡啶型氮、吡咯型氮與石墨型季氮，在高溫和TMB加入時(shí)，更容易形成吡啶型氮，這也

3、有利于催化活性的提高。并且加入TMB后所得催化劑的氮摻雜量更高，這可能是由于加入TMB后生成的二維六角形(p6m)結(jié)構(gòu)孔徑相對(duì)較大更有利于氮摻雜。當(dāng)在350-500℃低溫焙燒時(shí)，氮含量雖高達(dá)51.54％，但從紅外及熱失重表征結(jié)果可看出，其中大多數(shù)氮是來(lái)自三聚氰胺，并未摻雜入介孔碳中。之后考察了分別采用間苯二酚、三聚氰酸、三聚氰胺、間苯三酚和尿素作為不同前驅(qū)體或氮源對(duì)氮摻雜介孔碳材料結(jié)構(gòu)和性能的影響，結(jié)果表明當(dāng)采用間苯二酚和三聚氰胺作為前

4、驅(qū)體，且加入TMB時(shí)，材料的比表面積和孔體積均最大，氮含量為2.8%。催化劑的活性為采用間苯二酚和三聚氰胺的樣品最好，而采用間苯二酚和三聚氰酸為前驅(qū)體的得到的催化劑其反應(yīng)活性最低，且氮含量也只有0.28%。這有可能是因?yàn)槿矍杷嶂械那杷峄荒芎芎玫暮颓膀?qū)體聚合，在焙燒反應(yīng)時(shí)，氮源有較大的損失。
　　負(fù)載鈀的氮摻雜介孔碳材料用于考察氯代苯酚加氫脫氯反應(yīng)，氮摻雜介孔碳采用一步法合成，尿素作為氮源。加氫脫氯催化反應(yīng)在303K，一個(gè)大氣壓

5、下進(jìn)行。催化劑展示出了很高的加氫脫氯性能，這可能是由于Pd-N之間的協(xié)同作用。Pd/NOMC和Pd/OMC催化劑相比，一方面催化劑的分散度明顯提高，反應(yīng)的活性相增多。另一方面，循環(huán)套用6次后，轉(zhuǎn)化率依然有100%，表明在Pd-N之間存在的相互作用，使得Pd的分散度提高，活性位點(diǎn)更加穩(wěn)定。
　　通過(guò)一步法合成Ag負(fù)載氮摻雜介孔材料的催化加氫催化劑Ag@NOMC，考察了不同前驅(qū)體、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的加入和Ag負(fù)載量的影響，考察了其在液相加氫

6、還原硝基苯酚反應(yīng)。采用間氨基苯酚為前驅(qū)體的較用間苯二酚的催化劑的孔道結(jié)構(gòu)和催化活性更高；并且在加入結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑TMB后催化劑的活性有所提高，介孔碳的組織結(jié)構(gòu)性能更好。在同樣的條件下（前驅(qū)體和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑），摻氮介孔碳負(fù)載的Ag催化劑的催化性能并沒(méi)有隨著Ag的負(fù)載量提高而增加，在1wt%的時(shí)候出現(xiàn)了最高的活性，當(dāng)負(fù)載量提高到10wt%后，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的催化劑活性增高，并且從H2-TPR圖中峰面積也證實(shí)1wt%負(fù)載量時(shí)，活性位點(diǎn)更多?？赡苡捎谛?/p>