基于MIL-101的貴金屬-酸雙功能催化劑的制備及催化性能.pdf

1、有機(jī)金屬骨架(MOFs)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，具有規(guī)則孔道和極高比表面積的新型材料。MOFs具有的這些優(yōu)良性質(zhì)使其在多相催化領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，但由于MOFs上催化活性中心有限，需要對其進(jìn)行功能化修飾。本論文基于MIL-101材料的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點，利用不同的功能化方法在MIL-101上同時修飾了貴金屬與酸活性位，設(shè)計合成了基于MIL-101的新型雙功能多相催化劑，并應(yīng)用于基于生物質(zhì)的加氫脫氧反應(yīng)中，研究了

2、材料結(jié)構(gòu)與催化性能的構(gòu)效關(guān)系。本論文的主要工作總結(jié)如下:
　　(1)采用磺酸修飾配體的方法成功在短時間內(nèi)一步合成了磺酸功能化MIL-101催化劑(SO3H-MIL-101)，并通過XRD、FT-IR、XPS以及低溫N2吸附等技術(shù)表征了其物化性質(zhì)，而且該催化劑在縮醛反應(yīng)中顯示了優(yōu)良且穩(wěn)定的催化性能，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的沸石和Amberlyst-15催化劑。
　　(2)針對需要貴金屬-酸雙活性中心的甲基異丁基酮(MIBK)加氫脫氧制烷

3、烴反應(yīng)，我們采用等量浸漬制備了負(fù)載Pt納米粒子的Pt@SO3H-MIL-101，并以此為貴金屬-酸雙功能催化劑在固定床反應(yīng)器中考察了其催化效果。表征結(jié)果表明MOF骨架結(jié)構(gòu)以及活性中心均穩(wěn)定存在，其中當(dāng)Pt負(fù)載量為2.0wt.％時，MP收率出現(xiàn)最大值(73.9％)，并且通過實驗證明了MIBK加氫脫氧過程涉及加氫和脫氧多個反應(yīng)的耦合，遵循貴金屬-酸的雙功能催化作用機(jī)理。
　　(3)通過在具有介孔籠結(jié)構(gòu)的SO3H-MIL-101上負(fù)載P

4、d納米粒子，獲得了一種高效的貴金屬-酸雙功能催化劑，其在生物質(zhì)的加氫脫氧精制上表現(xiàn)出優(yōu)良的催化效果。通過研究表明，載體中具有的磺酸基團(tuán)能活化底物分子，同時使得催化劑在水相中可以與底物充分接觸，且該Br(Φ)nsted酸中心在加氫脫氧反應(yīng)中能與均勻分散的Pd納米粒子顯示出新穎的協(xié)同效應(yīng)。論文通過選取芳香醛作為模型化合物，使用2.0wt.％Pd@SO3H-MIL-101為催化劑，在較低H2壓力(0.5 MPa)以及溫和水相(100℃)條件下