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生物柴油是最常见的生物燃料之一,生物柴油生产会产生大量副产品甘油,提高PtCo催化剂的性能,将甘油催化氧化为具有高附加值的化学品,对降低生物柴油的成本具有深远的意义。PtCo的结构和催化性能与制备方法紧密相关。本文中通过两种方法分别制备了高分散和高稳定的PtCo双金属催化剂。采用粉末X射线衍射(XRD)、物理吸附、多功能成像光电子能谱仪(XPS)、场发射透射电镜(STEM)等技术对催化剂的结构进行了表征,研究了催化剂的形成机理及其在甘油氧化反应中的催化活性。(1)探究了水滑石(HTs)晶格中Co2+对Pt纳米颗粒(Pt NPs)尺寸与分散度的影响。通过可控浸渍法制备了高分散的Pt/Co-HTs纳米簇,根据一系列表征手段的分析,证明了水滑石晶格中Co2+对Pt NPs尺寸与分散的控制作用。XPS分析证实了形成Pt纳米颗粒的过程中,在Pt和Co2+之间存在电子转移,表明PtCo之间存在相互作用。另STEM分析表明Co2+的分散度影响了 Pt NPs的尺寸与分散度。Co2+的分散度以及Pt与Co之间强的相互作用是影响Pt NPs分散的两个关键因素。Pt/Co-HTs中Pt NPs的尺寸明显小于共浸渍方法制备得到的Pt NPs,Pt/Co-HTs催化转化甘油的转化率为65%,活性明显高于共浸渍方法制备得到的PtCo/HTs-C。(2)通过在ZIF-67中封装Pt纳米颗粒,经高温热解制备了高稳定的Pt@Co-NC催化剂。探究了封装Pt NPs对ZIF-67结构的影响。XRD与SEM分析显示封装Pt NPs不会改变ZIF-67的结构。XPS分析表明,经过高温热解的处理,封装的Pt与ZIF-67中衍生的Co存在相互作用。STEM表征分析指出Pt与Co形成合金或孪晶。研究了催化剂在甘油氧化中的催化活性与稳定性。Pt@Co-NC催化氧化甘油的活性高于其他方法(多元醇还原法、氧化还原反应法和溶胶凝胶法)制备的催化剂,甘油转化率达到61%,主要选择性产物为甘油醛。Pt@Co-NC催化剂显示了高的重复使用性,循环5次使用,活性没有下降。