金屬負載AlPO4-5分子篩催化劑的制備及其對甘油的催化性能研究.pdf

1、金屬負載型催化劑在許多精細化學品生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用。近年來，生物柴油作為綠色可再生能源受到人們廣泛關(guān)注，在生物柴油的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的甘油，將過剩的甘油轉(zhuǎn)化為高附加值的精細化工產(chǎn)品不僅提高了甘油的利用價值而且延長了生物柴油的產(chǎn)業(yè)鏈。
　　沸石分子篩具有較高的比表面積、規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)以及良好的熱穩(wěn)定性，非常適合作為高分散負載型催化劑的載體。磷酸鋁分子篩 AlPO4-5具有12-元環(huán)孔道（0.73 nm）和較高的熱穩(wěn)定性，具有類似

2、于沸石分子篩的孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)，但尚未有文獻報道金屬負載型 AlPO4-5催化劑用于甘油的催化轉(zhuǎn)化。本論文基于 AlPO4-5分子篩作為載體，以制備高分散的活性金屬為目標，采用在合成過程中引入金屬前驅(qū)體的策略，原位合成了金屬負載型催化劑（Pt/AlPO4-5、Ni@AlPO4-5），通過 XRD、TEM、XPS以及氮氣吸附-脫附等手段對催化劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行了表征。通過和傳統(tǒng)的負載途徑進行對比，系統(tǒng)地研究了它們對甘油的催化轉(zhuǎn)化性能，主要研究內(nèi)

3、容和結(jié)論如下：
　?。?）以脫除有機模板的AlPO4-5分子篩為載體，研究了不同的負載途徑（浸漬法、沉淀法和溶膠凝膠法）對 Pt/AlPO4-5催化劑的結(jié)構(gòu)和催化性能的影響，同時，系統(tǒng)的考察了鉑負載量、反應(yīng)時間、還原方法對催化反應(yīng)結(jié)果的影響。實驗結(jié)果表明，與沉淀法和溶膠-凝膠法相比浸漬法制備的Pt/AlPO4-5催化劑對甘油的氧化具有較高的催化活性（27.82％）以及較高的甘油醛選擇性（50.02%），較大的Pt納米粒子有利于甘油

4、醛的生成。
　?。?）以負載鉑離子的擬薄水鋁石作為前驅(qū)體，采用固相研磨的轉(zhuǎn)化途徑成功合成出鉑負載型 AlPO4-5分子篩，通過有機模板的熱解脫除原位制備出 Pt/AlPO4-5催化劑。系統(tǒng)的研究了鉑負載量和反應(yīng)時間對甘油的催化氧化性能，實驗結(jié)果表明，相比于上述傳統(tǒng)的Pt負載途徑，固相研磨法制備的Pt/AlPO4-5催化劑對甘油醛具有更高的選擇性（70.06%）。
　?。?）采用活性金屬絡(luò)合物為模板劑的策略，利用水熱合成途徑以

5、Ni(deta)2Cl2為模板劑合成了含有Ni-胺絡(luò)合物的AlPO4-5分子篩，在惰性氣氛下對有機物進行脫除，利用有機物在分解過程中產(chǎn)生的還原性氣體將鎳離子（Ni2+）原位還原為單質(zhì)Ni制備出Ni@AlPO4-5催化劑。TEM以及氮氣吸附-脫附結(jié)果表明，大部分Ni納米團簇高度分散在AlPO4-5孔道中，以甘油氫解作為模型反應(yīng)，考察了其對甘油的催化氫解性能，1,2-丙二醇的選擇可以達到92.68%，高于浸漬法制備的Ni/AlPO4-5催化