基于樹狀聚合物模板的Pt基催化劑的制備及性能研究.pdf

1、Pt基負載型催化劑由于具有較高的催化反應(yīng)活性，廣泛應(yīng)用于各類反應(yīng)中，如低碳烷烴脫氫、一氧化碳氧化、醇的選擇性氧化等。一般認為，該催化劑的反應(yīng)性能與催化劑表面的Pt顆粒的分布以及載體的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。傳統(tǒng)浸漬法制備的負載型Pt催化劑由于不能有效控制Pt顆粒的尺寸和分布，易于導致催化劑的快速失活。因而如何在制備催化劑的過程中有效控制金屬粒子的分散性，并且改善載體的結(jié)構(gòu)，成為改善催化劑反應(yīng)性能的關(guān)鍵。本文從提高Pt粒子分散性和催化反應(yīng)活性出發(fā)，

2、以聚酰胺-胺型(PAMAM)樹狀聚合物為模板劑制備了均勻分散的Pt納米粒子，將其分別負載到介孔Al2O3、介孔CeO2、介孔Co3O4-CeO2載體上。利用特定條件下的熱處理去除聚合物，制備得到不同載體負載的Pt基催化劑。利用多種手段對制備的材料進行了表征分析，并以對硝基苯酚的還原反應(yīng)為探針反應(yīng)，結(jié)合催化劑的系列表征結(jié)果，探討了催化劑的內(nèi)在構(gòu)效關(guān)系。
　　以羥基端聚酰胺-胺型樹狀聚合物為模板劑，通過配位反應(yīng)封裝pt2+，以硼氫化鈉

3、作為還原劑，制備了基于樹狀聚合物模板的均勻分散的小尺寸Pt納米粒子(標記為PtDENs)。而后將其負載到介孔氧化鋁(MA)載體上，制得了Pt/MA催化劑。研究了聚合物分解的不同焙燒氣氛以及焙燒溫度對Pt粒子分布的影響。結(jié)果表明，氮氣氣氛下的焙燒可緩慢分解聚合物，從而能有效控制Pt顆粒間的團聚。同時該氣氛下550℃的焙燒既能充分分解聚合物，又能維持Pt顆粒的較小粒徑。在催化對硝基苯酚還原反應(yīng)中氮氣下550℃處理的催化劑顯示最好的催化活性，

4、并且樣品易于回收并具有良好的重復使用性。
　　以水熱法制備的介孔硅KIT-6作為硬模板，浸漬硝酸鈰溶液，經(jīng)過焙燒和刻蝕后，制備了具有高結(jié)晶性的有序介孔氧化鈰(meso-CeO2)，比表面積為115.3 m2/g。同時，采用溶膠-凝膠法制備了無序孔道的納米氧化鈰材料(nano-CeO2)。然后，將PAMAM樹狀聚合物封裝的Pt納米粒子分別負載到有序介孔氧化鈰和納米氧化鈰載體上，得到Pt/meso-CeO2和Pt/nano-CeO2兩

5、種催化劑。研究結(jié)果表明，meso-CeO2的高比表面積有利于分散Pt納米粒子，并且其規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)可以限制Pt粒子的團聚，有利于維持Pt顆粒的尺寸。另外，和Pt/nano-CeO2催化劑相比，Pt/meso-CeO2催化劑在對硝基苯酚還原反應(yīng)中顯示出更高的催化反應(yīng)活性，且具有優(yōu)良的重復使用性能。
　　以硝酸鈰和硝酸鈷的混合溶液浸漬到介孔硅KIT-6，經(jīng)過焙燒和刻蝕后得到有序介孔Co3O4-CeO2復合金屬氧化物(meso-Co3O