M^Cu (M=Au、Pd)納米復合結構催化劑的合成與表征.pdf

1、貴金屬目前仍是許多重要化工生產(chǎn)過程中不可缺少的催化劑材料,但商業(yè)化貴金屬催化劑的利用率都不足50％。針對這一問題,本研究擬以Cu納米顆粒為基體,沉積分散貴金屬Au或Pd,即制備由Cu納米顆粒載的Au或Pd(表示為Aum^Cu或Pdm^Cu,m為Au或Pd與Cu的原子比,通過ICP-AES測定)納米復合結構金屬顆粒,期望由此構造高活性、高貴金屬利用率的新型貴金屬催化劑。本論文將探討不同的貴金屬M制備M^Cu(M=Au、Pd)納米復合結構催

2、化劑的合成與表征。
　　1.第一部分,采用還原沉積法和氧化還原置換法分別制備得 Aum^Cu和Aum^Cu/C納米復合結構催化劑。通過在Cu納米顆粒(Ca.3.6 nm)表面還原沉積不同量的Au制備Cu載Au(記為Aum^Cu,Au/Cu原子比m=0.1,0.3和0.5)系列納米復合催化劑;通過Cu納米顆粒(Ca.5.2 nm)與不同量的Au的前驅(qū)體(HAuCl4)進行氧化還原置換反應制備Cu載Au(記為Aum^Cu,Au/Cu原

3、子比m=0.01,0.06和0.13)系列納米復合催化劑,并碳載制得Aum^Cu/C納米復合結構催化劑,并通過對硝基苯酚的還原和苯乙烯的環(huán)氧化反應兩個液相反應來考察所制兩系列催化劑的催化性能。通過ICP-AES、UV-vis、TEM、XRD等技術對Aum^Cu和Aum^Cu/C納米復合結構催化劑進行了表征,結果表明成功制備出這兩系列催化劑。對比由催化劑中 Au質(zhì)量歸一化的質(zhì)量比活性 MSAAu發(fā)現(xiàn),隨著樣品中m的減小,MSAAu隨之提高

4、,特別是Au0.1^Cu催化劑在對硝基苯酚的還原反應中,相對于純Au納米催化劑MSAAu至少提高了10倍,Au0.01^Cu/C催化劑在對硝基苯酚的還原和苯乙烯的環(huán)氧化反應中,相對于純 Au/C催化劑MSAAu分別至少提高了10倍和40倍,這些結果表明將Au承載于Cu納米顆粒上即制備為Aum^Cu納米復合結構可以顯著提高Au催化劑的質(zhì)量比活性即其利用率。
　　2.第二部分,采用氧化還原置換法制備得Pdm^Cu/C納米復合結構催化劑

5、。通過Cu納米顆粒(Ca.5.2 nm)與不同量的Pd的前驅(qū)體(Na2PdCl4)進行氧化還原置換反應制備Cu載Pd(記為Pdm^Cu,Pd/Cu原子比m=0.4,0.7和1.0)系列納米復合催化劑,并碳載制得Pdm^Cu/C納米復合結構催化劑,并通過對硝基苯酚的還原和對硝基氯苯的還原兩個液相反應來考察所制催化劑的催化性能。通過 ICP-AES、UV-vis、TEM、XRD等技術對 Pdm^Cu/C納米復合結構催化劑進行了表征,結果表明

6、成功制備出催化劑。對比由催化劑中Pd質(zhì)量歸一化的質(zhì)量比活性MSAPd發(fā)現(xiàn),隨著樣品中m的減小,MSAPd隨之提高,特別是Pd0.4^Cu/C催化劑在對硝基苯酚的還原和對硝基氯苯的還原反應中,相對于純Pd/C催化劑MSAPd分別至少提高了10倍和3倍,這些結果表明將Pd承載于Cu納米顆粒上即制備為Pdm^Cu納米復合結構可以提高Pd催化劑的質(zhì)量比活性即其利用率。
　　通過以上兩種不同的貴金屬 M(Au、Pd)制備的 M^Cu納米復合