高活性高穩(wěn)定性鈀二氧化硅催化劑的制備.pdf

1、碩士學(xué)位論文高活性高穩(wěn)定性鈀二氧化硅催化劑的制備P r e p a r a t i o na n d S t a b i l i z a t i o n o f H i g h l yA c t i v eP a l l a d i u mN a n o p a r t i c l e si n s i d e M e s o p o r o u sS i l i c a學(xué) 號：指導(dǎo)教師：2 11 0 7 3 4 4呂榮文完成日期： 壘

2、Q ! 壘二Q 墨二! Q大連理工大學(xué)D a l i a nU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要金屬納米粒子具有特殊的電子結(jié)構(gòu)和顯著的小尺寸效應(yīng)，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域例如電、磁、光及催化方面具有廣闊的應(yīng)用前景。由于金屬納米顆粒比表面積大、表面能高，顆粒容易團(tuán)聚和長大，從而在使用中逐漸喪失納米顆粒自身的特異性。在催化領(lǐng)域中，如何實現(xiàn)金屬納米顆粒的粒徑可控并進(jìn)一步建立

3、顆粒的穩(wěn)定機(jī)制，從而得到具有高穩(wěn)定性的高效催化劑已經(jīng)成為納米催化劑制備與應(yīng)用的一個重要課題。本文是以金屬P d 納米粒子的制備和穩(wěn)定為研究對象，采用兩種不同的方式，分別得到了兩種高穩(wěn)定性的高效催化劑，并探討了其在具體催化體系中的應(yīng)用。相關(guān)內(nèi)容包括：( 1 ) 利用甲硫氨酸腐蝕N a B H 4 還原形成的不規(guī)則的P d 納米顆粒，得到了粒徑均一的納米簇，然后用溶膠．凝膠法將納米簇包裹在二氧化硅內(nèi)，極大地提高了納米簇的穩(wěn)定性，同時還保持了

4、金屬P d 納米簇的高活性。得到P d 粒徑為1 ．4 n m 的P d @ S i 0 2 材料催化S u z u k i 偶聯(lián)，在反應(yīng)5r a i n 時的T O F 高達(dá)9 8 ．0 1 r a i n - l ，循環(huán)使用5 次后催化活性沒有明顯降低。此外，還采用X 射線多晶衍射( X R D ) 、傅里葉紅外光譜( F 1 1 R ) 、透射電鏡( T E M ) 和N 2 物理吸附( B E T ) 等分析手段對其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)

5、行了分析表征，并討論了不同腐蝕時間、溶劑、甲硫氨酸的量、還原劑的種類等因素對制備出材料形貌的影響。( 2 ) 首先制備具有均一孔道結(jié)構(gòu)的介孔二氧化硅分子篩M C M ．4 1 ，再利用介孔孔道內(nèi)存留的表面活性劑與金屬離子之間的絡(luò)合作用，將在溶液中金屬鈀離子原位的引入到孔道中，熱處理后實現(xiàn)了金屬P d 顆粒在孔道內(nèi)的分散與穩(wěn)定。并用P d ／M C M ．4 1 作催化劑催化S u z u k i 偶聯(lián)，反應(yīng)5 m i l l 時的T O

6、 F 高達(dá)9 8 ．2 5N i l ' l - l ，循環(huán)使用5 次后催化性能沒有明顯下降。采用X 射線多晶衍射( X I m ) 、傅里葉紅外光譜( F 1 1 R ) 、透射電鏡( T E M ) 和N 2 物理吸附( B E T ) 等分析手段對其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了分析表征，并討論了不同前驅(qū)體、表面活性劑濃度、溶液p H 值、焙燒情況等因素對制備出材料形貌的影響。關(guān)鍵詞：鈀納米粒子；甲硫氨酸；腐蝕作用；介孔二氧化硅；S u