Cu-ZrO2-GO復(fù)合材料的制備及催化性能研究.pdf

1、ZrO2作為Cu基催化劑載體具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，但依然存在活性組分易失活，比表面積小，存在多種晶型等不足。氧化石墨烯是一種新型、高效的催化劑載體，為了提高 Cu基催化劑在二乙醇胺脫氫反應(yīng)中的性能，提高 Cu的分散度和載體的比表面積，延長(zhǎng)催化劑使用壽命，本文以氧化石墨烯為催化劑載體的第一前驅(qū)體，氫氧化鋯為第二前驅(qū)體，利用一、二前驅(qū)體之間存在的特殊化學(xué)基團(tuán)，經(jīng)過(guò)羧基和羥基的脫水等化學(xué)鍵合反應(yīng)，形成一種新型 ZrO2?GO復(fù)合載體，并采用固相

2、浸漬法使活性組分銅均勻分布并牢固結(jié)合在ZrO2?GO復(fù)合載體中，制備出一種新型Cu/ZrO2?GO復(fù)合材料用于二乙醇胺脫氫反應(yīng)。
　　本文采用改進(jìn)的Hummers法成功制備出氧化石墨，發(fā)現(xiàn)90℃溫度有利于石墨的深度氧化。將冷凍干燥的氧化石墨超聲剝離制得氧化石墨烯分散液，以硝酸氧鋯為鋯源，分別采用共沉淀法、水熱法和溶膠-凝膠法制備 ZrO2?GO復(fù)合載體。水熱法制備ZrO2?GO復(fù)合載體的過(guò)程中，當(dāng)氧化鋯與氧化石墨烯的質(zhì)量比為50:

3、50(wt％)、水熱反應(yīng)溫度為170℃、水熱反應(yīng)時(shí)間為12h制備出的復(fù)合載體性能最佳；采用共沉淀法制備ZrO2?GO復(fù)合載體時(shí)，以氨水為沉淀劑，共沉淀溫度為70℃、焙燒溫度為450℃時(shí)制備出的復(fù)合載體具有較高的性能。通過(guò)BET、XRD和FT-IR等方法對(duì)不同方法制備出的ZrO2?GO復(fù)合載體進(jìn)行表征，結(jié)果表明水熱法制備的復(fù)合載體中氧化鋯結(jié)晶完整，共沉淀法制備的復(fù)合載體比表面積最大為150.6m2·g-1。采用固相浸漬法制備Cu/ZrO2

4、?GO復(fù)合材料并對(duì)其進(jìn)行XRD、FT-IR、BET、H2-TPR表征以及催化活性的測(cè)試，結(jié)果表明，Cu/ZrO2?GO的催化性能較Cu/ZrO2和Cu/GO有所提高，雖然共沉淀法制備的ZrO2-GO負(fù)載Cu后有最大的比表面積，但是水熱法制備的復(fù)合載體負(fù)載Cu后，銅與載體的相互作用最強(qiáng)，催化活性最好，二乙醇胺轉(zhuǎn)化率為56.3%，亞氨基二乙酸選擇性為92.7%。說(shuō)明復(fù)合材料的比表面積不是影響反應(yīng)性能的主導(dǎo)因素，Cu與ZrO2-GO相互作用的