聚合物穩(wěn)定的AuPd催化劑對苯甲醇及甲苯的液相選擇氧化反應(yīng)性能.pdf

1、金催化劑是近二十年來發(fā)展起來的一種新型催化材料,以其低溫下高活性逐漸成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn)。然而,由于金納米粒子在反應(yīng)過程中易出現(xiàn)聚集、溶脫,導(dǎo)致催化劑活性降低乃至失活,嚴(yán)重影響其進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。為提高金催化劑的活性和穩(wěn)定性,本論文通過(1)添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、殼聚糖(CHI)等聚合物來穩(wěn)定金屬納米粒子;(2)添加第二活性金屬鈀等兩條路線制備了負(fù)載型金及金鈀雙金屬催化劑。采用電感耦合等離子體發(fā)射(I

2、CP)、N2吸脫附、X-光粉末衍射(XRD)、紫外-可見漫反射(UVDRS)、紅外光譜(IR)、透射電鏡(TEM)、X-光光電子能譜(XPS)等技術(shù)對所用載體和催化劑的物相進(jìn)行了表征。以分子氧為氧化劑,著重考察了催化劑在無溶劑條件下對苯甲醇及甲苯的液相選擇氧化反應(yīng)活性、產(chǎn)物選擇性及催化劑的穩(wěn)定性。論文得到以下主要結(jié)果:
　　1.將聚合物分子如PVP、PVA、CHI負(fù)載于SiO2、TiO2及活性炭載體表面,成功制得了聚合物-無機(jī)氧化

3、物復(fù)合材料,這種材料保持了原載體的骨架結(jié)構(gòu)。然而,當(dāng)聚合物負(fù)載量過高時(shí),由于載體孔道堵塞,導(dǎo)致載體比表面積減小,孔體積下降,平均孔徑變小。
　　2.以PVP-SiO2和PVA-SiO2為載體,采用浸漬法制備了負(fù)載型金及金鈀雙金屬催化劑,結(jié)合其催化性能發(fā)現(xiàn):Au-Pd雙金屬催化劑苯甲醇液相選擇氧化的反應(yīng)活性明顯好于單金催化劑,當(dāng)Au/Pd比為3:7時(shí),苯甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)17.7％,催化劑重復(fù)使用結(jié)果表明,適量添加PVP、PVA能有效穩(wěn)

4、定金屬納米粒子,提高催化劑的穩(wěn)定性。
　　3.對于溶膠負(fù)載法制備的AuPd/PVA-活性炭催化劑,催化劑對甲苯選擇氧化的活性較低,而在制備過程中,PVA作為AuPd溶膠保護(hù)劑的加入進(jìn)一步降低了催化活性,但PVA保護(hù)劑的加入有利于催化劑穩(wěn)定性的提高。
　　4.CHI保護(hù)的AuPd/CHI-TiO2催化劑可使甲苯的轉(zhuǎn)化率提高到21.6%。這是因?yàn)镃HI的加入減輕了金的溶脫,使金屬納米粒子維持較小的粒徑分布,同時(shí)也有利于金、鈀納米