納米多孔催化劑和光催化劑的制備及其性能研究.pdf

1、由于“協(xié)同效應”或“雙功能機理”現(xiàn)象的存在，復合金屬催化劑往往較單一金屬催化劑具有更好的催化性能，如高選擇性、高活性、高穩(wěn)定性等。納米多孔金屬材料尤其是納米多孔復合金屬材料作為一種具有功能及結構雙重屬性的新穎材料，其制備及應用研究開始引起人們的極大關注。
　　 本論文主要研究了納米多孔金屬催化材料（包括Raney-Cu、Au/Raney-Cu、Au@Raney-Cu、Pt/NPG、Pd/NPG、Cu/NPG等）的制備、表征及其對

2、醇類（苯甲醇和葡萄糖）的選擇性催化氧化性能；以及Bi-Ti-O系光催化劑的脫合金法制備及其光催化性能。具體內容包括：
　　 一、制備了系列Raney-Cu基多孔催化材料：1、通過簡單的原位還原法，在商購Raney-Cu表面沉積少量Au（約1wt％）制備了Raney-Cu負載金催化劑：Au/Raney-Cu和Au@Raney-Cu，并分別采用XRD、SEM、XPS等對其結構和形貌進行了表征，研究其對苯甲醇氣相選擇性氧化的催化性能。

3、結果表明：Au負載于Raney-Cu表面可極大地提高其催化活性，Au和Cu的化學態(tài)是決定其活性高低的主要因素。Au在Au/Raney-Cu中以金屬態(tài)存在，在Au@Raney-Cu中以正離子Auα+形式存在，這兩種形態(tài)的Au對苯甲醇氣相選擇性氧化均具有較高的催化活性（可達Raney-Cu的2-3倍），而Au/Raney-Cu退火處理前的樣品(no-annealedAu/Raney-Cu)中Au以較高價的正離子Auδ+形式存在(α＜6＜3)

4、，此形態(tài)的Au對苯甲醇氧化反應表現(xiàn)出較低的催化活性。當樣品中Cu以Cu2O形式存在時，也可以極大地提高其催化活性。2、通過脫合金法腐蝕Cu-Al合金制備了s-Raney-Cu，并對其進行了苯甲醇氣相選擇性催化氧化的性能研究。研究發(fā)現(xiàn)，自制s-Raney-Cu從整體來看呈較細長的棒狀結構，棒狀結構的外表面比較粗糙，內部呈中空結構，較商購Raney-Cu的形貌(2D連續(xù)納米多孔結構)有較大差異，其催化活性較高（可達商購Raney-Cu的四倍

5、），但苯甲醛的選擇性卻較低，產物中出現(xiàn)深度氧化副產物，并有CO2生成。
　　 二、在納米多孔金(NPG)表面修飾金屬Pt、Pd、Cu，制備了系列以多孔金為基底的復合金屬催化材料(Pt/NPG、Pd/NPG、Cu/NPG)，初步研究了多孔金表面修飾對其催化醇類分子氧氧化活性的影響。首先，采用電化學氧化還原的方法分別在NPG表面沉積Pt或Pd制備了催化劑Pt/NPG和Pd/NPG，并選擇D-葡萄糖液相氧化體系，表征其催化性能。初步研

6、究結果表明，在NPG表面修飾金屬Pt(Pt/NPG)可使其穩(wěn)定性提高，在一定程度上彌補NPG穩(wěn)定性較差、容易失活的缺點；而在NPG表面修飾金屬Pd(Pd/NPG)卻導致其催化活性明顯降低。其次，通過欠電位沉積的方法在NPG表面沉積Cu制備了催化劑Cu/NPG，并選擇苯甲醇氣相選擇性催化氧化體系，表征其催化性能。初步研究發(fā)現(xiàn)，在NPG表面修飾Cu可使其催化活性提高約50％。
　　 三、采用脫合金法，將鈦鉍合金(Ti:Bi=1:2)