Pd@NH2-UiO-66雙功能催化劑的制備及其催化性能.pdf

1、金屬有機(jī)骨架(Metal-organic frameworks，MOFs)材料，是由金屬離子或簇與有機(jī)配體通過配位作用自組裝形成的一類先進(jìn)功能材料，具有比表面積大，孔徑大小可調(diào)，易化學(xué)修飾等特點(diǎn)，其在多相催化等領(lǐng)域受到研究者越來越多的關(guān)注，尤其是使用MOFs作載體來負(fù)載貴金屬納米顆粒如Pt、Ru、Au、Pd等。盡管在催化領(lǐng)域關(guān)于MOFs的研究目前已經(jīng)有一些文獻(xiàn)報(bào)道，但是有關(guān)雙功能MOFs催化劑的研究報(bào)道還相對(duì)較少。
　　本碩士論文

2、基于NH2-UiO-66的性質(zhì)和特點(diǎn)，采用兩種方法合成帶有金屬活性位和酸中心的雙功能多相催化劑Pd@NH2-UiO-66，然后將制備的雙功能催化劑分別應(yīng)用于生物質(zhì)模型化合物芳香醛的加氫脫氧反應(yīng)以及2，3，5-三甲基苯醌(TMBQ)的液相加氫制備VE中間體2，3，5-三甲基氫醌(TMHQ)的反應(yīng)中，討論了催化劑物化性質(zhì)與其催化性能之間的關(guān)系。本論文的主要工作總結(jié)如下:
　　(1)通過離子交換以及后續(xù)的H2還原處理，成功的將貴金屬Pd

3、納米顆粒封裝到胺基功能化的MOFs材料UiO-66孔道內(nèi)，制備出負(fù)載型雙功能催化劑Pd@NH2-UiO-66，其中Pd納米顆粒尺寸為1.5-2.5nm。在以水為溶劑及較溫和的反應(yīng)條件，Pd@NH2-UiO-66催化劑在芳香醛選擇性加氫脫氧反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，較短時(shí)間內(nèi)芳香醛的轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物2-甲氧基-4-甲基苯酚選擇性均可達(dá)到100％。且該催化劑循環(huán)使用6次活性也并沒有明顯降低，催化劑的組成及結(jié)構(gòu)也保持不變。該催化劑高催化性能

4、是由于NH2-UiO-66具有的較高孔容以及高的水熱穩(wěn)定性，NH2-UiO-66骨架中NH2基團(tuán)可以有效螫合Pd前驅(qū)體，最終形成穩(wěn)定、高分散的Pd@NH2-UiO-66催化劑。Pd@NH2-UiO-66在該加氫脫氧反應(yīng)中表現(xiàn)出了新穎的協(xié)同催化作用，其中Pd提供加氫活性，MOF載體具備Lewis酸活性位，有助于中間產(chǎn)物芳香醇?xì)浣馍赡繕?biāo)產(chǎn)物2-甲氧基-4-甲基苯酚。
　　(2)以N,N-二甲基甲酰胺為溶劑，在合成NH2-UiO-66

5、的母液中加入適量Pd前驅(qū)物，通過將MOFs的構(gòu)建、Pd前驅(qū)體的螯合及Pd前驅(qū)體的溫和還原步驟耦合在一起，采用一步法直接制備出負(fù)載型Pd催化劑，即Pd@NH2-UiO-66。其中DMF既充當(dāng)溶劑有利于自組裝形成NH2-UiO-66骨架，又充當(dāng)還原劑將前驅(qū)體還原成Pd納米顆粒。由于具有大比表面積，豐富的納米孔籠結(jié)構(gòu)，同時(shí)NH2基團(tuán)和金屬前驅(qū)體還有良好的配位能力，因此所制備的催化劑Pd納米顆粒分散均勻。該催化劑在TMBQ轉(zhuǎn)化為TMHQ的液相加