多級核殼型磁性金簇催化劑的制備與醇氧化性能研究.pdf

1、本論文以提高負(fù)載型Au催化劑的催化活性，同時實(shí)現(xiàn)其方便回收再利用的綠色催化為目標(biāo)，首次以多級核殼結(jié)構(gòu)磁性水滑石(LDH)材料為載體，以近原子精度的金納米簇為前體，采用修飾的靜電吸附法及適度焙燒制備了多級核殼結(jié)構(gòu)磁性金納米簇催化劑，研究了其醇氧化性能，探究了其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。論文的主要內(nèi)容如下:
　　1)以蜂巢狀多級核殼結(jié)構(gòu)磁性材料Fe3O4@M3Al-LDH(M=Ni、Mg和Cu/Mg(0.5/2.5））為載體，以水溶性金納米簇

2、(Au25Capt18(1.6±0.5 nm)和Pd摻雜Au24Pd1Capt18(1.5±0.5 nm））為前體，采用修飾的靜電吸附法及后續(xù)適度焙燒制備了多級核殼型催化劑γ-Fe2O3@M3Al-LDH@Au25-x(x: Au納米簇負(fù)載量，wt％)和γ-Fe2O3@Mg3Al-LDH@Au24Pd1-0.2。
　　2)綜合表征結(jié)果顯示，低負(fù)載量樣品γ-Fe2O3@Ni3Al-LDH@Au25-x(x～0.053，0.11)中，

3、近原子精度的Au納米簇高度分散在殼層LDH的邊角位點(diǎn)，平均粒徑分別為1.4±0.3 nm和1.9±0.6 nm。隨負(fù)載量增加，γ-Fe2O3@M3Al-LDH@Au25-x(x～0.2)(M=Ni、Mg和Cu/Mg(0.5/2.5））的粒徑分別增至3.0±1.3 nm，3.0±1.2 nm和4.2±1.5 nm，歸因于高負(fù)載量下Au25簇的燒結(jié)及其與殼層LDH的協(xié)同作用。
　　3)1-苯乙醇氧化結(jié)果表明，γ-Fe2O3@M3Al-

4、LDH@Au25-x催化劑在無外加堿助劑和常壓O2條件下較傳統(tǒng)沉積沉淀法Fe3O4@Mg3Al-LDH@Au催化劑具有更高的活性.相同負(fù)載量下,催化劑γ-Fe2O3@Ni3Al-LDH@Au25-0.23較γ-Fe2O3@Mg3Al-LDH@Au25-0.21和γ-Fe2O3@Cu0.5Mg2.5Al-LDH@Au25-0.2有更高活性，歸因于前者大量的Ni-OH位和Au-載體強(qiáng)相互作用。
　　4)γ-Fe2O3@Ni3Al-LD

5、H@Au25-0.053在無溶劑條件下催化1-苯乙醇氧化活性TOF值高達(dá)112498 h-1，且在有溶劑條件下對其他醇類的氧化都具有較高的活性，歸因于近原子精度Au25納米簇的富電子特征及其與殼層LDH和磁核間的三相協(xié)同作用。同時，催化劑可通過外加磁場快速與反應(yīng)體系分離，且循環(huán)使用10次仍然保持很好的催化活性和選擇性，是一種環(huán)境友好型綠色高效催化劑。
　　5) Pd摻雜γ-Fe2O3@Mg3Al-LDH@Au24Pd1-0.2(2