NH2-SBA-15負(fù)載鈀基催化劑用于甲酸制氫.pdf

1、氫能由于具有高效、無污染、可再生等優(yōu)點被認(rèn)為是最有可能替代化石燃料的新能源。目前限制氫能大規(guī)模應(yīng)用的難點在于如何安全方便的存儲和運(yùn)輸。甲酸作為生物質(zhì)處理的主要產(chǎn)物之一，由于能量密度高、無毒且在室溫穩(wěn)定，被認(rèn)為是一種很有潛力的儲氫材料。甲酸在合適的催化劑作用下，室溫下即可分解產(chǎn)生氫氣和二氧化碳，但甲酸分解時會發(fā)生副反應(yīng)生成一氧化碳容易使催化劑中毒，導(dǎo)致催化劑活性下降，影響催化劑的使用壽命。因此，甲酸制氫研究的關(guān)鍵在于發(fā)展高氫氣選擇性、高活

2、性和高穩(wěn)定的催化劑。在本論文中，我們設(shè)計了一系列氨基修飾的 SBA-15負(fù)載鈀基納米催化劑用于甲酸制氫反應(yīng)。主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）使用硅烷偶聯(lián)劑 APTES先對 SBA-15進(jìn)行修飾，得到氨基修飾的SBA-15（NH2-SBA-15），再采用浸漬法將Pd納米粒子固載在NH2-SBA-15載體上（Pd@NH2-SBA-15）。表征結(jié)果表明，尺寸約為2.1 nm的超細(xì) Pd納米粒子均勻的分散在 NH2-SBA-15載體上。與未

3、用氨基修飾的 SBA負(fù)載 Pd以及無載體支撐的 Pd催化劑相比，Pd@NH2-SBA-15催化劑在甲酸分解制氫反應(yīng)中表現(xiàn)出更優(yōu)異的催化活性，在298 K下初始轉(zhuǎn)化頻率（TOF）達(dá)到了1745 h-1，反應(yīng)的氫氣選擇性為92%。我們還研究了氨基修飾量、甲酸鈉用量對催化甲酸脫氫性能的影響。
　　（2）為了進(jìn)一步提高催化劑的活性，采用浸漬法合成了 NH2-SBA-15負(fù)載的 PdIr合金納米催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，Ir@NH2-SBA-15催

4、化劑對甲酸分解制氫沒有催化活性，但 Ir與 Pd形成合金后，PdIr@NH2-SBA-15催化劑的催化活性和氫氣選擇性得到了明顯提升。在318 K下初始 TOF值為6650 h-1，反應(yīng)的氫氣選擇性達(dá)到了100%，這是首次報道采用含有 Ir的異相催化劑能用于催化甲酸分解產(chǎn)氫。在 PdIr@NH2-SBA-15基礎(chǔ)上，我們引入 Au與 PdIr組成的PdAuIr@NH2-SBA-15合金納米復(fù)合催化劑。由于金屬之間的協(xié)同作用，使得PdAu