新型銀基催化劑的設(shè)計及其在草酸二甲酯加氫反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf

1、上海師范大學(xué)碩學(xué)位論文摘要論文題目：新型銀基催化劑的設(shè)計及其在草酸二甲酯加氫反應(yīng)中的應(yīng)用學(xué)科專業(yè)：物理化學(xué)學(xué)位申請人：胥元峰指導(dǎo)教師姓名：李輝教授摘要乙醇酸甲酯(MG)，由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)(同時具有酯基和羥基的官能團)在精細化工中有著重要的應(yīng)用。它的化學(xué)性質(zhì)和醇以及酯類物質(zhì)非常相似，因此能夠發(fā)生羰化、水解、加氫和氧化等反應(yīng)。目前有多種MG的合成途徑，但是絕大部分路線都來自石化途徑。眾所周知，全球石油資源在日益減少，而過度的開采石油也會

2、給我們帶來很大的環(huán)境問題。因此，對催化研究者來說，開發(fā)一條非石油途徑，高效、綠色的MG合成途徑是一項重要的課題。本論文以草酸二甲酯(DMO)選擇性加氫制MG為探針反應(yīng)，開發(fā)了一系列銀基催化劑，并深入探究了催化性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，為開發(fā)新型高效銀基催化劑進行了有益的探索。全文圍繞上述目標(biāo)主要開展了以下幾方面的工作：(1)通過原位蒸氨法制備了Ag／Si02催化劑，將該催化劑應(yīng)用于DMO氣相加氫反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的活性、選擇性和穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，

3、加氫活性隨著表面銀含量的提高而提高，當(dāng)銀的負載量達到102％時，表面銀含量達到飽和，進一步提高表面的銀含量會導(dǎo)致銀物種的團聚，導(dǎo)致活性下降。(2)在上述Ag／Si02催化劑的基礎(chǔ)上引入第二種金屬(M=Ni，Co，Pd，Pt，Cu)，研究雙金屬AgM／Si02催化劑上DMO選擇加氫反應(yīng)的催化性能。研究發(fā)現(xiàn)，Cu的引入不但提高了催化劑對DMO的加氫活性，也提高了催化劑的穩(wěn)定性。通過XRD、TEM和XPS等表征手段對催化劑的晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌

4、和表面電子狀態(tài)進行了研究。發(fā)現(xiàn)部分銅銀形成了合金，一方面，穩(wěn)定了銀物種；另一方面，使得催化劑的表面電子狀態(tài)發(fā)生改變，從而提高了DMO的加氫活性和穩(wěn)定性。(3)為了提高催化劑表面的銀含量，以SBA15作為載體，采用沉積沉淀方上海師范大學(xué)碩學(xué)位論文AbstractAbstractIIIIIIIrllrl[IIIIIIIIY2096188Methyloxalate(MG)，duetoitsuniquemolecularstructure(bo

5、ththehydroxylandtheestergroupsinthemolecular)，isaveryimportantrefinechemicalintermediateBecauseitschemicalpropertiesaresimilartoalcoholandesterMGCanundergovariousreactionslikecarbonylation，hydrolyzation，oxidation，andSOon

6、ThereareseveralroutestosynthesizingMG；howeverthemostfrequentlyusedoneisoilrouteAswellknown，thereisadecreaseinpetroleumresourcesMoreimportantlyoverconsumingpetroleumresourceswouldbringUSenvironmentalandpoliticalproblemsTh

7、erefore，thedevelopmentofanewandgreencatalyticsyntheticprocedurefromnonoilresourcesisachallengingprojectforUSInthisthesis，wedesignedaseriesofsilverbasedcatalystsandinvestigatedtheircatalyticpropertiesbyusingthegas—phasedi

8、methyloxalate(DMO)hydrogenationasaprobereactionTherelationshipofthecatalyticactivitytothestructureWasestablishedAccordingtothistheme，Ourworkhadbeencardedoutasfollowsinthetext：(1)AseriesofAgcontainingcatalystsWithdifferen

9、tAgparticlesizeweresuccessfullysynthesizedbytheammoniaevaporationmethodTheAgnanoparticleswerefoundhighlyhomogeneouslydispersedonsupportThecatalyticperformancesofthesecatalystsweredeterminedonthehydrogenationofDMOtoMGunde

10、rgasphasefixedbedconditions97％conversionofDMOand95％selectivitytoMGwereachievedover102wt％Ag／Si02catalystat200。Cand250MPaFurtherincreasingAgcontentdidnotincreaseactivitywhichmightbeduetothesaturationofsurfaceAgwhentheAgloa

11、dingWasupto102wt％(2)BasedontheabovementionedAg／Si02catalyst，westudiedtheeffectofpromoters(suchasNi，Co，Pd，Pt，Cu)onthecatalyticactivityTheresultsrevealedthatincorporationofCuspeciesgreatlyimprovedthehydrogenationactivityan