超臨界流體沉積法制備高分散Ru-C催化劑及其催化性能研究.pdf

1、超臨界流體沉積法超臨界流體沉積法制備高分散制備高分散RuC催化劑催化劑及其催化性能催化性能研究研究PreparationofHighlyDispersedRuCCatalystviaSupercriticalFluidDepositionitsCatalyticPerfmance學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工藝研究生：張以敏導(dǎo)師：姜浩錫副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一四年六月摘要負(fù)載型納米貴金屬催化劑在加氫反應(yīng)以及一些氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，一直

2、是人們研究的熱點，貴金屬催化劑的催化活性主要是受金屬納米顆粒的分散性和顆粒尺寸的影響。已有多種方法對負(fù)載型納米貴金屬催化劑進(jìn)行制備，并對金屬顆粒的尺寸和分散性進(jìn)行調(diào)控，但是在制備的過程中通常會使用大量的有毒或易揮發(fā)的有機(jī)試劑，不符合綠色化學(xué)發(fā)展的要求。本課題的主要研究內(nèi)容為借助綠色溶劑超臨界CO2特殊的物理性質(zhì)，用超臨界流體沉積法（SFD）制備炭載體負(fù)載的納米釕催化劑，通過對金屬有機(jī)配合物、共溶劑、載體的篩選，對載體預(yù)處理方法和制備過程

3、工藝條件（沉積時間、金屬負(fù)載量）的優(yōu)化，以期達(dá)到對金屬Ru納米顆粒尺寸調(diào)控的目的；對共溶劑乙醇在SFD過程中的作用機(jī)理進(jìn)行了初步的探索究。對用不同制備方法制備的催化劑的催化性能也進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究通過對金屬有機(jī)配合物、共溶劑、載體的篩選，優(yōu)選出Ru3(CO)12乙醇碳納米管CNTsSCCO2的SFD體系。通過使用超臨界流體沉積技術(shù)并優(yōu)化制備過程中的條件，成功得到了Ru納米顆粒的平均尺寸為0.42nm。使用不同共溶劑制備的RuCNTs催

4、化劑的Ru顆粒尺寸隨著共溶劑的表面張力和極性的增大而增大。經(jīng)過對載體的預(yù)處理方法進(jìn)行優(yōu)化，超聲條件和硝酸用量均有一個最佳值，其中超聲時間和硝酸用量的最優(yōu)值分別為20min和114（CNTsHNO3wt%）。延長沉積時間有利于Ru金屬在載體上的負(fù)載，但會導(dǎo)致金屬顆粒的聚集。綜合考慮Ru顆粒尺寸和Ru的實際負(fù)載量，選出最優(yōu)的沉積時間和理論金屬負(fù)載量分別為4h和0.5%。對不同Ru金屬顆粒尺寸RuCNTs催化劑的催化活性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明隨