有機(jī)介孔材料負(fù)載釕催化劑的制備及其催化加氫性能研究.pdf

1、有序介孔聚合物材料是近幾年發(fā)展起來(lái)的一類新型的介孔材料，既具有介孔材料比表面積高、介孔孔徑有序、介孔結(jié)構(gòu)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，又具有高聚物疏水性高、易修飾、更耐酸堿等優(yōu)點(diǎn)。FDU系列介孔樹脂聚合物材料是一類新型的有機(jī)介孔樹脂材料。它可以通過(guò)溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝法(EISA)或水熱法，由苯酚和甲醛在表面活性劑P123或F127存在的弱堿性條件下通過(guò)有機(jī)-有機(jī)自組裝合成。由于其骨架由酚醛樹脂組成，因此具有較強(qiáng)的疏水性、耐酸堿性以及對(duì)有機(jī)反應(yīng)底物較強(qiáng)的親

2、和性能。我們研究組的前期工作中發(fā)現(xiàn)FDU系列介孔樹酯聚合物材料負(fù)載貴金屬鉑催化劑在丙酮酸乙酯和苯甲醛及其衍生物的氫化反應(yīng)中表現(xiàn)出很高的催化性能，并且可以多次重復(fù)使用，因此，本文選擇此類新型介孔聚合物材料為載體，負(fù)載貴金屬釘催化劑，并研究其對(duì)醛酮等不飽和化合物的催化氫化性能。
　　 在論文的第一部分工作中，我們采用不同的制備方法（浸漬法、醇熱法）及還原方法（氫氣氣相還原、甲酸鈉溶液還原和乙醇中回流還原）制備了負(fù)載型釕催化劑。通過(guò)對(duì)

3、催化劑的表征發(fā)現(xiàn)，所有催化劑的Ru納米粒子都均勻分散在FDU-15孔道里，氫氣氣相還原和甲酸鈉溶液還原的催化劑Ru/FDU-15-H2和Ru/FDU-15-NaCOOH釘粒子為1.7-1.8nm，而乙醇中回流還原和醇熱法制備的催化劑Ru/FDU-15-C2H5OH和Ru/FDU-15-alcohothermal釕粒子較大，約為3.8nm。通過(guò)對(duì)所有催化劑的TPR研究表明釕前驅(qū)體RuCl3可以被氫氣、乙醇還原為金屬釕，但很難被甲酸鈉還原。

4、不同方法制備的負(fù)載型釕催化劑中，Ru/FDU-15-H2催化劑的制備方法簡(jiǎn)單且對(duì)苯甲醛的催化活性最高。當(dāng)苯甲醛氫化反應(yīng)在水溶劑中進(jìn)行時(shí)，Ru/FDU-15-H2催化劑的催化性能明顯高于傳統(tǒng)有機(jī)溶劑乙醇中的催化性能，并且Ru/FDU-15-H2催化劑可以在乙醇和水溶劑中多次重復(fù)使用。
　　 Ru/FDU-15-H2催化劑還可以高活性、高選擇性地催化大量苯甲醛衍生物及其含有芳香環(huán)、烯烴和羰基類不飽和化合物的催化氫化反應(yīng)，其中甲苯在水

5、相中的氫化反應(yīng)初始活性TOF可以達(dá)到1213h-1，高于文獻(xiàn)中報(bào)道的高溫高壓下的反應(yīng)結(jié)果。
　　 本論文的第二部分中，我們用一步法將釕納米粒子引入介孔樹酯或介孔樹酯硅材料的孔道里合成介孔樹酯或介孔樹脂硅包埋的釕納米粒子催化劑，并將催化劑應(yīng)用到苯甲醛及其衍生物的催化氫化反應(yīng)中。研究結(jié)果表明，xRu-FDU-A催化劑沒(méi)有形成介孔結(jié)構(gòu)，因此對(duì)苯甲醛的氫化反應(yīng)性能較差。xRu-FDU-E催化劑自組裝不均勻，比表面積和孔容都很小，對(duì)苯甲醛