側(cè)柏葉提取液還原制備鉑納米顆粒及肉桂醛加氫鉑催化劑的研究.pdf

1、納米鉑催化劑通常具有較高的催化還原活性，在催化領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，目前已發(fā)展成為催化領(lǐng)域的研究熱點?，F(xiàn)有的納米鉑催化劑的制備方法常存在環(huán)境污染、原子經(jīng)濟性低等缺點，本研究利用植物還原法制備鉑納米顆粒溶膠及納米鉑催化劑，建立了一種制備鉑納米顆粒和負載型鉑催化劑的綠色新方法。以肉桂醛選擇性加氫為模型反應(yīng)，考察了催化劑制備條件和催化反應(yīng)條件對催化劑活性的影響，進而獲得肉桂醛選擇性加氫反應(yīng)的最優(yōu)工藝條件。利用多種技術(shù)手段對催化劑進行充分表征，關(guān)

2、聯(lián)催化劑結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)和催化性能之間的關(guān)系，為工業(yè)領(lǐng)域提供了一種綠色制備鉑催化劑的可能路徑。
　　首先，選取側(cè)柏葉提取液還原氯亞鉑酸鈉(Na2PtCl4)，通過高分辨透射電鏡(HR-TEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)、能量散射X射線能譜(EDX)、X射線衍射(XRD)等表征手段證明了側(cè)柏葉提取液可還原Pt(Ⅱ)制備鉑納米顆粒;繼而通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測定了側(cè)柏葉提取液對Pt(Ⅱ)的還原率，得出最優(yōu)反應(yīng)條

3、件為:反應(yīng)溫度90℃、前驅(qū)體Na2PtCl4濃度0.5mM、70％側(cè)柏葉提取液、反應(yīng)時間25h。在此條件下Pt(Ⅱ)的還原率超過95％，生成的鉑納米顆粒粒徑為2.4±0.8nm。結(jié)合透射電鏡(TEM)表征，發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)溫度、前驅(qū)體Na2PtCl4濃度、側(cè)柏葉提取液濃度的升高，Pt(Ⅱ)的還原率分別呈現(xiàn)升高、降低及升高的趨勢;生成的鉑納米顆粒的粒徑分別呈現(xiàn)增大、增大及減小的趨勢。傅里葉變換紅外(FT-IR)分析表明側(cè)柏葉提取液中對Pt(Ⅱ

4、)起還原和保護作用的成分是還原糖、黃酮、多糖和蛋白質(zhì)等有機大分子。
　　其次，為開拓側(cè)柏葉提取液還原制備的鉑納米顆粒溶膠在催化領(lǐng)域的應(yīng)用，使用溶膠負載法將側(cè)柏葉提取液制備的鉑納米顆粒負載到載體上，制備用于肉桂醛選擇性加氫反應(yīng)體系的鉑催化劑。優(yōu)化的催化劑制備條件為:載體TiO2、焙燒溫度500℃;優(yōu)化的催化反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度60℃、反應(yīng)壓強3MPa、反應(yīng)時間3.0h、催化劑用量0.3g，在此條件下1.0％負載量的Pt/TiO2對肉

5、桂醛的轉(zhuǎn)化率為73.2％、肉桂醇的選擇性為68.8％。
　　再次，為提高催化劑對肉桂醛的轉(zhuǎn)化率，向Pt/TiO2催化劑中加入助劑Co，制備出Co-Pt/TiO2催化劑。通過TEM、XRD、XPS等表征手段對Co-Pt/TiO2催化劑進行了充分表征，結(jié)果表明助劑Co的添加沒有改變催化劑的物相結(jié)構(gòu)，而且可以防止催化劑在焙燒過程中鉑納米顆粒的團聚。對比Pt/TiO2催化劑，添加1.0wt.％助劑Co的Co-Pt/TiO2催化劑可在維持肉

6、桂醇選擇性基本不變的情況下，提高肉桂醛的轉(zhuǎn)化率至88.3％。
　　最后，采用傳統(tǒng)等容浸漬方法制備出Pt/TiO2與Co-Pt/TiO2催化劑。通過TEM、XRD、XPS、TG、FT-IR等表征手段對Pt/TiO2與Co-Pt/TiO2催化劑進行表征，結(jié)果表明等容浸漬法制備的負載型Pt/TiO2與Co-Pt/TiO2催化劑上鉑納米顆粒的粒徑處于2.0～3.5nm范圍內(nèi)，小于側(cè)柏葉提取液制備的Pt/TiO2與Co-Pt/TiO2催化劑