介孔碳復(fù)合體負(fù)載納米金催化劑抗中毒性能探究.pdf

1、多孔碳負(fù)載納米Au催化劑被應(yīng)用于選擇氧化、加氫領(lǐng)域，展現(xiàn)較Pt族催化劑更優(yōu)的選擇性和抗中毒性能。但Au與碳載體的親合力差，在催化劑制備的焙燒甚至還原過(guò)程中易團(tuán)聚，且在反應(yīng)中易流失，可能導(dǎo)致活性下降。此外，含硫化合物存在導(dǎo)致納米Au催化劑中毒也是限制其應(yīng)用的障礙之一。因此，本文提出利用巰基功能化介孔聚合物載體負(fù)載Au，獲得納米Au催化劑。將其用于對(duì)硝基苯酚還原反應(yīng)，考察催化劑中S含量對(duì)催化性能的影響，及抗含硫、含氮化合物的中毒性能。

2、>　　首先，以巰基功能化介孔聚合物為載體，利用巰基與金的配位作用，穩(wěn)定Au物種。研究了熱解溫度和時(shí)間對(duì)金納米粒子尺寸以及催化劑中硫含量影響。結(jié)合XRD、TEM數(shù)據(jù)可知，材料具有有序的介觀結(jié)構(gòu)。即使熱解溫度為600℃，金納米粒子尺寸控制約為3.1 nm。元素分析、ICP-AES、XPS結(jié)果表明，隨熱解溫度升高，S含量逐漸下降（質(zhì)量分?jǐn)?shù)由9.2％下降到0.7％），表明SO2等小分子的脫除;Au含量逐漸增加（質(zhì)量分?jǐn)?shù)由1％上升到1.4％），主

3、要是由于炭化過(guò)程小分子脫除導(dǎo)致載體質(zhì)量損失。進(jìn)一步探究了巰基含量對(duì)催化劑在硝基苯酚還原反應(yīng)中催化活性的影響。結(jié)果表明，以過(guò)量NaBH4為還原劑時(shí)，催化劑中S含量對(duì)納米Au催化劑轉(zhuǎn)化數(shù)(TOF)沒(méi)有顯著影響。Au-SH-OMC-as-made(S∶Au=63∶1)，4-NP的TOF可達(dá)4.3 min-1，與炭化后去除S物種的納米Au催化劑活性相當(dāng)。催化劑熱解過(guò)程中表面沉積碳物種是導(dǎo)致催化劑隨著熱解溫度升高(250-600℃)活性下降的主要

4、原因。升高熱解溫度和延長(zhǎng)時(shí)間去除表面積碳，可提高催化劑活性。
　　從中毒試劑的溶解度、空間效應(yīng)、電子效應(yīng)、濃度等方面考察了不同巰基含量金催化劑的抗中毒性能。在水中溶解度大的中毒試劑CN2H4S和NaSCN表現(xiàn)出的抗中毒性要比在水中溶解度小的中毒試劑C3H8S、C12H26S和C9H7N表現(xiàn)出的抗中毒性強(qiáng)，巰基含量高的Au-SH-OMC-as-made和Au-SH-OMC-BH抗中毒性更差;含有較長(zhǎng)碳鏈的硫醇在金催化劑表面的強(qiáng)吸附，