介孔尖晶石的制備及其負載納米金催化醇類液相需氧氧化反應研究.pdf

1、介孔材料因其比表面積巨大、結(jié)構規(guī)整有序、孔徑可調(diào)等性質(zhì)在催化、能源儲存與轉(zhuǎn)化、氣體吸附與分離等領域有很多應用。硅基介孔材料KIT-6兼具傳統(tǒng)介孔材料的性質(zhì)，且擁有三維Ia3d立方結(jié)構及交聯(lián)互通的內(nèi)部孔道結(jié)構，以其為硬模板來制備高比表面積的介孔金屬氧化物在催化領域受到了廣泛關注。
　　尖晶石型復合金屬氧化物因具有組成可調(diào)變性和結(jié)構穩(wěn)定性，在催化領域中被廣泛用作氧化還原催化劑和催化劑載體。尖晶石負載納米金催化劑在很多反應中表現(xiàn)出協(xié)同催

2、化增強效應，但是由傳統(tǒng)的共沉淀-焙燒法合成的尖晶石通常具有較低的比表面積，導致催化劑在液相反應中的催化效率不高，這大大限制了該類催化劑的應用。因此，制備介孔尖晶石負載納米金催化劑逐漸成為研究的熱點。硬模板法的出現(xiàn)為高比表面積介孔尖晶石的制備提供了很好的思路。鑒于此，本文提出以KIT-6為模板，使用多種方法探索適合特定組分的三元介孔尖晶石最優(yōu)的合成條件，成功制備出m-MgCoCr2O4和m-MgCuCr2O4介孔尖晶石材料。同時以KIT-

3、6為載體，在其孔道中負載納米尖晶石顆粒，制備成復合載體作為對比。利用尿素均勻沉積-沉淀法制備了金催化劑，并進行XRD、N2物理吸附、原子吸收光譜、TEM和XPS等系統(tǒng)的表征。
　　在前期工作篩選出的苯甲醇液相氧化最優(yōu)反應條件下，即相較原料15 mol％的K2CO3，0.18 mol%的催化劑，90℃下經(jīng)過5h的反應。以Au/m-MCr2O4系和Au/MCr2O4@KIT-6系為催化劑，此時Au/m-MgCoCr2O4表現(xiàn)出最高的催

4、化活性，表明該催化劑兼具較大的比表面積和較強的載體-納米金協(xié)同增強催化效應。在此基礎上，對比Au/MgCoCr2O4和Au/m-MgCoCr2O4反應活性。動力學考察證明兩者具有相同的協(xié)同作用機制，而后者活性相較前者有明顯的提升，表明增大載體比表面積能顯著提高其催化活性。隨后，以Au/m-MgCoCr2O4為催化劑，選取不同的醇類進行底物拓展，并做Hammett曲線，該反應給電子取代基對催化反應起促進作用，表明決速步驟中反應中心具有正電