介孔分子篩SBA-15負(fù)載的雙金屬?gòu)?fù)合催化劑的設(shè)計(jì)及在光催化苯乙烯選擇性氧化中的應(yīng)用.pdf

1、介孔材料具有獨(dú)特的性能受到研究者廣泛地關(guān)注，特別是在大分子催化領(lǐng)域。在介孔分子篩引入雜原子可以改變其酸堿性和氧化還原性，如在介孔孔道內(nèi)引入氧化物的納米團(tuán)簇或適當(dāng)價(jià)態(tài)雜原子。在制備功能化介孔材料中，引入兩種不同的金屬離子可能產(chǎn)生具有不同的或新的還原性和酸性的新型功能材料。然而，僅有少數(shù)研究者根據(jù)金屬離子協(xié)同效應(yīng)研究雙金屬離子或更多金屬離子修飾的介孔分子篩。為此，本論文旨在研究負(fù)載在介孔材料上高分散高效的雙金屬?gòu)?fù)合催化劑，并用于低溫光催化苯

2、乙烯環(huán)氧化反應(yīng)中。論文還通過(guò)現(xiàn)代多種技術(shù)手段研究催化劑的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)以及探索催化活性與催化劑微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
　　論文的主要工作及結(jié)果如下：
　　1.堿土金屬改性的V-SBA-15的合成及應(yīng)用
　　利用浸漬法，堿土金屬改性的V-SBA-15介孔分子篩催化劑被成功制備。經(jīng)過(guò)XRD、N2-等溫吸附-脫附、掃描電鏡、透射電鏡、29Si CP-MAS NMR、X-光電子能譜、NH3-TPD、H2-TPR等各種表征手段表明

3、活性中心高度分撒在介孔材料上。同時(shí)，堿土金屬的加入提高了光催化苯乙烯環(huán)氧化的選擇性，這可能是由于堿土金屬分散了V/SBA-15中V5+聚合物種抑制深度氧化，同時(shí)降低了V/SBA-15的酸性避免了苯基環(huán)氧乙烷的開(kāi)環(huán)。另外隨著從鎂到鋇金屬性的增加，所對(duì)應(yīng)的催化劑光催化反應(yīng)結(jié)果呈現(xiàn)很好的規(guī)律性。我們還研究了反應(yīng)參數(shù)，如H2O2/styrene摩爾比、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量、金屬負(fù)載量對(duì)苯乙烯的轉(zhuǎn)化率和苯基環(huán)氧乙烷的選擇性的影響，結(jié)果顯示Mg-V

4、/SBA-15對(duì)光催化苯乙烯環(huán)氧化選擇性反應(yīng)的催化效果最好。
　　2. Cu-Zn/SBA-15的合成及其應(yīng)用
　　先通過(guò)模板法制備出介孔SBA-15，然后再通過(guò)浸漬法制備Cu-Zn/SBA-15介孔材料，通過(guò) XRD、N2-等溫吸附-脫附曲線、掃描電鏡、透射電鏡、29Si CP-MAS NMR和XPS等各種技術(shù)手段表征分析表明，活性金屬高度分散在介孔材料上，但是在光催化苯乙烯環(huán)氧化反應(yīng)中卻幾乎沒(méi)有活性，通過(guò)微量 H+的加入