納米金催化劑的制備并應(yīng)用于葡萄糖催化氧化反應(yīng).pdf

1、葡萄糖酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域,合成的途徑主要為:生物發(fā)酵法、電化學(xué)和催化氧化法。和前兩者相比較,催化氧化法以其經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性及便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢備受關(guān)注,但傳統(tǒng)的重金屬(鉍或鉛)改性的Pd/C催化劑在催化效率和生理毒性等方面均存在一定的問題,因此研發(fā)高效、無毒或低毒性的新型催化劑對于大規(guī)模生產(chǎn)高品質(zhì)的葡萄糖酸鹽具有十分重要的意義。
　　近年來,新型介孔材料的合成和納米金催化劑的研究十分活躍。已

2、有的結(jié)果表明,在分子氧參與的諸多催化氧化反應(yīng)中,高度分散的納米金粒子均顯示出優(yōu)良的的催化活性。鑒于反應(yīng)體系的相似性,本論文的工作重點(diǎn)是:以不同材質(zhì)的介孔材料為載體,制備出系列負(fù)載型納米金催化劑,通過活性評價并關(guān)聯(lián)表征結(jié)果建立載體的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及金屬的分散度、落位等與反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的選擇性之間的對應(yīng)關(guān)系,探討載體的類型、物性特征及納米金的分布、粒徑大小對催化劑反應(yīng)性能的影響。研究內(nèi)容及進(jìn)展如下:
　　1.SBA-15介孔材料和A

3、u/SBA-15的制備,以TEOS為硅源,P123為模板劑,合成了SBA-15分子篩。利用化學(xué)還原法制備了不同粒徑的納米金顆粒。表征結(jié)果表明:合成的SBA-15具有狹窄的孔徑分布(平均孔徑為6.62nm),較大的比表面積(633.3m2/g)和孔體積(1.178cc/g)。用Scherrer公式對Au/SBA-15的XRD金屬的特征衍射峰估算了金屬Au粒徑;TEM觀察到Au粒子在SBA-15表面分布均勻、粒徑較小、分散度良好。XPS分析

4、表明催化劑中起活性作用的是單質(zhì)態(tài)的Au。葡萄糖催化氧化活性測試反應(yīng)表明,檸檬酸鈉作為保護(hù)劑,硼氫化鉀還原的0.3g的2％的Au/SBA-15在4h內(nèi)葡萄糖的轉(zhuǎn)化率達(dá)到87.5%。
　　2.γ-A12O3介孔材料和Au/γ-A12O3的制備:以勃姆石為鋁源,葡萄糖為模板劑,合成了γ-A12O3分子篩。相應(yīng)的XRD、SEM表征表明合成的介孔γ-A12O3結(jié)晶度較好,出現(xiàn)了γ-Al2O3的特征衍射峰,孔徑主要集中在5.45nm附近,分布

5、較窄,比表面積為417.1m2/g,孔體積為0.568cc/g。利用沉積沉淀法制備了一系列的催化劑,通過葡萄糖催化氧化反應(yīng)探討了沉淀劑,保護(hù)劑,還原劑對催化劑的催化性能的影響。結(jié)果表明,以碳酸銨為沉淀劑,硼氫化鉀還原的催化劑性能最佳,0.1g的負(fù)載量為1%的Au/γ-A12O3在4h內(nèi)對葡萄糖的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%以上。
　　3.Al-SBA-15介孔材料和Au/Al-SBA-15的制備:以九水合硝酸鋁為鋁源,對SBA-15進(jìn)行了表面