介孔碳基金屬催化劑的合成和應用.pdf

1、介孔碳材料由于具有可控的孔結構，高比表面，可調的孔徑等優(yōu)點受到人們的廣泛關注，在催化劑載體、吸附劑、電極等方面存在潛在的應用備受關注。鑒于此，本論文選擇有序介孔碳材料作為主要研究對象，采用等體積浸漬法和一步合成法制備了介孔碳基的金屬催化劑。所獲得的催化劑在水介質中、無相轉移催化劑存在的條件下，對氯苯的偶聯(lián)反應有著較高的催化性能，同時，催化劑很穩(wěn)定，能夠重復使用且金屬鈀的流失微乎其微。 全文共分四章，第一章為文獻綜述，主要介紹了介

2、孔碳材料的發(fā)展以及研究現(xiàn)狀。 第二章介紹了一種新型有序介孔Pd/C—SiO2催化劑的制備及其在水介質中氯苯偶聯(lián)反應中的應用。以有序介孔碳—硅復合材料為載體，采用等體積浸漬的方法制備負載型的有序介孔Pd/C—SiO2催化劑。XRD、XPS和氮氣吸附/脫附等溫線表明，經(jīng)過浸漬、干燥和還原后，仍然能夠保持高度有序的二維六方的介觀結構，高比表面積(～345㎡/g)，大孔容(～0.46 cm3/g)和均一的孔徑(～6.3 nm)；相對于載

3、體，催化劑的比表面積、孔容均有所減小，說明金屬鈀進入了孔道。TEM和H2吸附表明，金屬鈀納米粒子尺寸很小(～3nm)且均勻的分散在載體中。這種新型的鈀催化劑在無相轉移催化劑、以水為溶劑的條件下，對氯苯和苯乙烯在100℃下的Heck偶聯(lián)反應顯示出較高的催化活性，反-1，2-二苯乙烯的得率接近60％；30℃下氯苯的Ullmann偶聯(lián)反應中聯(lián)苯的得率為46％。當Ullmann偶聯(lián)反應中反應物為對氯苯酚、對氯苯甲醚和對氯甲苯時，在30℃下，偶聯(lián)

4、產(chǎn)物的得率為44-86％。這種非均相催化劑很穩(wěn)定，能夠重復使用20次以上且金屬鈀的流失微乎其微。 第三章介紹了雙孔有序介孔Pd/C催化劑的合成及其在水介質中氯苯Ullmann偶聯(lián)反應中的應用。采用TEOS、酚醛樹脂和三嵌段共聚物三組分共組裝的方法，經(jīng)過碳化，合成出有序的介孔碳—硅復合材料OMSC，用10％的HF溶液溶解掉骨架中的硅后，得到雙孔介孔碳。以它為載體，等體積浸漬法制備催化劑Pd/OMC。Pd/OMC具有有序的二維立方的

5、介觀結構，高的比表面積(～1800㎡/g)，大的孔容(～1.64 cm3/g)，雙孔(6.3和1.7 nm)，疏水的碳表面和存在于二級孔中的小的、高度分散的金屬鈀納米粒子(～2 nm)。負載在雙孔介孔碳上的非均相催化劑在100℃、無相轉移催化劑存在的條件下，對水介質中氯苯的Ullmann偶聯(lián)反應顯示出較好的催化活性，聯(lián)苯的選擇性達到了43％。Pd/OMC在熱水中能夠穩(wěn)定存在，催化劑重復使用10次后，對其催化活性的影響很小。 第四