鈀基納米材料的可控合成及其小分子催化性能研究.pdf

1、備受世界關(guān)注的納米材料是多學(xué)科交叉的國際前沿研究領(lǐng)域。本論文綜述了納米材料的最新研究進(jìn)展，概括了納米材料的最新分類、最新的制備手段以及在新的研究領(lǐng)域的應(yīng)用?；趯σ陨蟽?nèi)容的分析，本論文以近幾年來一直備受人們關(guān)注并倡導(dǎo)的環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)，節(jié)能的化學(xué)反應(yīng)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，選擇了有應(yīng)用前景的鈀基納米材料為主要研究內(nèi)容，探究了溶劑、非貴金屬以及結(jié)構(gòu)獨(dú)特的氧化物載體對Pd基納米材料的合成、負(fù)載量以及性能等方面的影響，得到了一些有意義的結(jié)果。論文主要開展

2、了以下幾部分的研究工作:
　　一、羥基數(shù)目不同的醇對Pd/XC-72催化材料的合成以及催化性能的影響。我們通過常見的濕化學(xué)法，分別用乙醇、乙二醇、丙三醇作溶劑，以經(jīng)濟(jì)環(huán)保的碳顆粒（XC-72）為載體，少量谷氨酸作螯合劑，氯化亞鈀溶液作為活性金屬源，一步溶劑熱分別得到三種不同的Pd/C納米材料;接著對所合成的三種催化劑Pd/XC-72(EA)，Pd/XC-72(EG)，Pd/XC-72(GI)進(jìn)行苯甲醇氧化測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，具有多羥基

3、的丙三醇作溶劑得到的Pd/C納米材料擁有最好的催化活性;Pd/XC-72(EG)次之，Pd/XC-72(EA)最差。進(jìn)一步對所得樣品進(jìn)行了XRD、TEM等表征，結(jié)果表明丙三醇作溶劑合成的Pd/C催化劑與另外兩種催化劑相比具有較高的金屬負(fù)載量、較好的分散性以及較小的適于催化的金屬粒徑，這些可能是其催化性能最好的原因。
　　二、摻有非貴金屬Cu的Pd基納米材料的合成及其催化CO氧化性能研究。以便宜易得的碳顆粒為載體，溶劑熱法一釜合成了

4、不同比例的PdCu雙金屬合金催化劑，并且經(jīng)同樣的制備方法分別合成了單金屬催化劑Pd/XC-72和Cu/XC-72，樣品的后續(xù)處理采用冷凍干燥法干燥所制備的所有催化劑，得到了疏松無凝結(jié)、分散性好、粒徑小的PdCu/XC-72合金催化劑。通過對所得樣品一系列物理化學(xué)表征和催化性能測試，可以得出含有貴金屬Pd的PdCu合金催化劑和單質(zhì)Pd/XC-72催化劑均對CO氧化表現(xiàn)出了很好的催化性能。綜合催化劑各項(xiàng)物理化學(xué)性質(zhì)，以減少貴金屬用量為基準(zhǔn)，

5、則是比例為1∶3的合金催化劑PdCu/XC-72為最優(yōu)催化劑;此外測試分析結(jié)果還表明，非貴金屬Cu的加入改變了Pd面心立方結(jié)構(gòu)的晶面構(gòu)成，同時(shí)還有利于Pd的分散和負(fù)載，改善其催化活性位點(diǎn);而Pd的存在同樣有助于Cu的還原和負(fù)載;兩種金屬相互促進(jìn)，與載體共同作用形成了性能更好的合金材料。
　　三、納米PdCu/花狀NiO(PdCu/F-NiO)的合成及其CO催化氧化性能。我們以常見的表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)作為結(jié)構(gòu)

6、導(dǎo)向劑，Ni2+為中心金屬離子，尿素溶液為沉淀劑，低溫合成出分散性好、由9nm厚的納米薄片組裝構(gòu)成的花狀Ni(OH)2·xH2O。以這種花狀Ni(OH)2·xH2O為前驅(qū)體，通過空氣高溫煅燒得到構(gòu)型基本不變的花狀NiO。接著對微米花狀NiO進(jìn)行了FE-SEM、XRD、TEM以及催化CO氧化性能等測試，結(jié)果表明得到的NiO屬于斜方六面體晶系，漂亮的花型結(jié)構(gòu)由表面帶有孔洞的粗糙的約為9nm厚的薄片交錯(cuò)組裝而成。以制得的單分散的花狀NiO作為