限域于SBA-15孔道內(nèi)的Pd納米粒子的合成及其醇的選擇氧化催化性能.pdf

1、金屬納米粒子是加氫、氧化等反應(yīng)中的有效催化劑。由于納米粒子缺乏穩(wěn)定性，制備分布均勻且穩(wěn)定存在的金屬納米粒子并不容易。介孔二氧化硅分子篩SBA-15等具有大的比表面，均一的孔道結(jié)構(gòu)，利用其規(guī)整納米空間的限域作用可制備粒徑可控的金屬納米粒子。 本論文旨在合成限域于SBA-15孔道內(nèi)的金屬Pd納米粒子，并將此金屬Pd多相催化劑用于以氧氣為氧化劑的醇的選擇氧化反應(yīng)。本論文的研究工作由以下兩部分組成： 1.限域于介孔分子篩SBA-

2、15孔道內(nèi)的Pd納米粒子的合成與表征。采用乙醇萃取法取代高溫焙燒法去除SBA-15中的模板劑P123，保留表面的Si-OH，利用[Pd(NH3)4]2+與堿性條件下由Si-OH生成的Si-O-的靜電吸附作用將Pd物種引入孔道內(nèi)，經(jīng)氫氣氛還原后制得SBA-15孔道限域的Pd納米粒子。當(dāng)[Pd(NH3)4]2+的濃度一定時(shí)，提高吸附液的pH值(5wt.％NH3.H2O)可以有效地增加Pd/SBA-15-ads樣品中Pd的負(fù)載量，同時(shí)Pd粒子

3、的粒徑只在小范圍內(nèi)變動(dòng)。使用XRD、N2物理吸附、HRTEM、CO化學(xué)吸附等手段對(duì)Pd/SBA-15-ads樣品的孔道結(jié)構(gòu)、Pd粒子大小及聚集形態(tài)等進(jìn)行了考察。 2.研究了Pd/SBA-15-ads催化劑在以氧氣為氧化劑的醇的選擇氧化反應(yīng)中的催化性能。研究發(fā)現(xiàn)，這種限域于SBA-15孔道內(nèi)的Pd納米粒子(～4nm)催化劑在苯甲醇氧化反應(yīng)中顯示了較高的催化活性，其活性高于大尺度Pd粒子。對(duì)比負(fù)載于含鋁載體(Al2O3，NaX)表面

4、的具有相似粒徑的Pd催化劑，Pd/SBA-15-ads催化劑表現(xiàn)出較高的苯甲醇轉(zhuǎn)化活性，然而生成對(duì)應(yīng)選擇氧化產(chǎn)物苯甲醛的選擇性(80％)較低，副產(chǎn)物甲苯的選擇性約為20％。研究還發(fā)現(xiàn)在無(wú)氧條件Pd/SBA-15-ads催化劑上發(fā)生苯甲醇自身氧化還原反應(yīng)，生成等摩爾數(shù)的苯甲醛和甲苯。我們推斷在Pd/SBA-15-ads催化劑上很可能平行存在著O2氧化苯甲醇生成苯甲醛的反應(yīng)和苯甲醇發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)。Pd/SBA-15-ads催化劑還能夠