Pt納米晶-水滑石催化劑制備及其對α,β-不飽和醛加氫性能研究.pdf

1、肉桂醛作為一種典型的α,β-不飽和醛，是重要的化工原料。其選擇性加氫C=O雙鍵生成相應(yīng)的不飽和醇具有廣泛的應(yīng)用價值，是常用香精香料、藥物、化妝品等的重要中間體。與C=O雙鍵加氫相比，其共軛的C=C雙鍵因熱力學(xué)穩(wěn)定性較低更容易發(fā)生加氫反應(yīng)。因此，如何制備高活性、高選擇性催化劑，提高C=O加氫選擇性成為人們關(guān)注的一個重要課題。
　　水滑石(LDH)是一種陰離子型層狀粘土材料，由于其結(jié)構(gòu)具有多功能性、層板組成及層間陰離子可調(diào)控性、廉價易

2、得等特點被廣泛應(yīng)用于催化材料。
　　本研究以水滑石為載體，醇為還原劑，通過水熱反應(yīng)，將分別位于溶液中和水滑石層間的Pt金屬前驅(qū)物(PtCl62-)還原負(fù)載到水滑石表面，制得負(fù)載型Pt納米晶催化劑。選擇肉桂醛（CMA）加氫反應(yīng)體系對其進(jìn)行催化性能研究。具體研究內(nèi)容如下：
　　(1) CO32--LDH/NO3--LDH的制備及表征
　　通過類似成核/晶化隔離法，以 Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O為

3、混合鹽溶液，NaOH、NaCO3為混合堿溶液，制備 CO32-插層水滑石(CO32--LDH)；同時采用相同混合鹽溶液，NaOH堿溶液，制備NO3-插層水滑石(NO3--LDH)。采用透射電鏡、X-射線粉末衍射、紅外光譜等技術(shù)對所制備水滑石進(jìn)行表征。結(jié)果分析顯示，通過該方法制得了粒徑較小(30-40 nm)、尺寸較均勻、不同陰離子插層的片狀結(jié)構(gòu)水滑石，用于后續(xù)Pt納米晶體的負(fù)載。
　　(2)以CO32--LDH為載體負(fù)載Pt納米晶

4、催化劑的制備及其對肉桂醛加氫性能研究
　　以CO32--LDH為載體，使用醇(乙二醇、乙醇、甲醇)/十四烷基三甲基溴化銨(TTAB)體系，通過水熱反應(yīng)一步制得Pt納米晶負(fù)載催化劑。采用X-射線粉末衍射、紅外光譜、透射電鏡、X射線光電子能譜等技術(shù)進(jìn)行表征，并研究其對肉桂醛的催化加氫性能，同時考察了還原劑種類、催化反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度對催化性能的影響。結(jié)果表明：在溫和反應(yīng)條件下，乙二醇(EG)還原制得的Pt/LDH-EG催化劑具有非常高

5、的活性，TOF達(dá)2.314 s-1，同時對C=O鍵加氫具有較高選擇性，可達(dá)78.8％，且該催化劑穩(wěn)定性良好，四次循環(huán)使用后，轉(zhuǎn)化率仍保持在85%以上，C=O選擇性為72.2%。
　　(3)以NO3--LDH為前驅(qū)體原位制備Pt納米晶負(fù)載催化劑并就其對肉桂醛加氫反應(yīng)進(jìn)行研究
　　以 NO3--LDH為前驅(qū)體，首先將 PtCl62-同層間的 NO3-進(jìn)行離子交換，再用EG/TTAB體系將PtCl62-還原，經(jīng)Pt納米晶體原位生長

6、，制得水滑石負(fù)載催化劑(Pt-s/LDH-EG)。用X-射線粉末衍射、紅外光譜、透射電鏡、X射線光電子能譜等技術(shù)對其進(jìn)行表征，通過肉桂醛加氫反應(yīng)研究其催化活性、選擇性以及穩(wěn)定性，并進(jìn)一步考察催化反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)溶劑對催化劑性能的影響。結(jié)果表明：乙醇為溶劑時，該催化劑可得到較高轉(zhuǎn)化率（92.6%）、C=O選擇性(75.5%)以及較好的重復(fù)利用性。四次循環(huán)使用后，該催化劑轉(zhuǎn)化率仍可保持在83%以上，C=O選擇性變化不大，保持在72.