高分散納米鈀催化劑的調(diào)控合成及修飾.pdf

1、由于具有獨(dú)特的物理性能和特定的化學(xué)性質(zhì)，納米催化劑具有許多傳統(tǒng)催化劑無法比擬的優(yōu)異特性，其高活性、高選擇性和高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成與石油化工行業(yè)。本文以合成多功能分子化合物為創(chuàng)新突破，利用功能化合物中的不同功能基團(tuán)的不同作用，設(shè)計(jì)合成了可調(diào)控納米Pd催化劑，解決了由傳統(tǒng)方法制備負(fù)載型催化劑過程中金屬含量與金屬顆粒大小之間相互依賴的關(guān)系。通過原子層沉積技術(shù)(ALD)對不同合成方法制備的Pd催化劑進(jìn)行修飾，解決了Pd顆粒因高溫

2、反應(yīng)而聚結(jié)現(xiàn)象和碳?xì)浠衔锓磻?yīng)（如:氧化脫氫、裂化等）過程中催化劑表面結(jié)碳的問題，具有廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。
　　 論文通過修飾聚甲基含氫硅氧烷(PMHS)側(cè)鏈基團(tuán)，制備出同時具有三種基團(tuán)的功能化合物，利用氫核磁共振波譜(1H-NMR)、硅核磁共振波譜(29Si-NMR)定量和定性計(jì)算表征以后，在該化合物的四氫呋喃(THF)溶液中加入醋酸鈀(Pd(Ac)2)制備高分散的納米Pd催化劑。通過控制與金屬Pd配位的穩(wěn)定基團(tuán)(-CN)的

3、密度從而達(dá)到調(diào)節(jié)金屬顆粒大小的目的，通過控制還原基團(tuán)(-Si-H)密度或金屬Pd前驅(qū)體用量從而達(dá)到調(diào)節(jié)金屬負(fù)載量的目的。并通過掃描透射電鏡、傅立葉紅外光譜儀、一氧化碳和氫氣在Pd金屬顆粒表面的吸附及電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀等對合成納米Pd催化劑進(jìn)行表征。
　　 論文對三種不同方法（離子交換法、原子層沉積法和原位生成法）合成的納米Pd催化劑表面利用ALD技術(shù)進(jìn)行氧化鋁薄膜涂覆，經(jīng)700℃高溫處理以后，三種Pd催化劑表現(xiàn)出很強(qiáng)的熱

4、穩(wěn)定性和抗積碳性。通過描透射電鏡、一氧化碳在Pd金屬顆粒表面的吸附強(qiáng)度和在線熱重分析來對Pd催化劑進(jìn)行表征。
　　 論文將易于催化劑表面積碳的乙烷氧化脫氫反應(yīng)(ODHE)作為特征反應(yīng)，對表面未利用和利用ALD技術(shù)進(jìn)行氧化鋁涂覆的Pd催化劑催化結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果顯示經(jīng)ALD技術(shù)進(jìn)行氧化鋁循環(huán)涂覆的Pd催化劑具有更好的熱穩(wěn)定性和抗積碳性，同時還大大提高了目標(biāo)產(chǎn)物乙烯的選擇性。通過BET氮?dú)馕矫摳竭^程表征修飾后的Pd催化劑結(jié)構(gòu)，從而