论文部分内容阅读
负载型多相催化剂具有易于回收利用、提高贵金属使用率等特点,在催化领域获得了广泛应用。金属粒子的结构、形貌、尺寸、以及与载体的相互作用等因素对催化反应具有明显的调控作用,而上述催化剂特性又与催化剂合成工艺与制备条件密切相关。本论文分别采用光沉积法和锚定法制备了二氧化钛负载钯(Pd/TiO2)和苯膦酸锆负载甲基三氧化铼(MTO/ZrPP)催化剂材料,考察了制备条件对于催化剂活性物种的结构及形貌的影响,研究了金属活性物种的固载机制,并分别将其应用于催化苯乙炔选择加氢反应和环己烯环氧化反应,所取得的研究结果如下：(1)采用光沉积法制备了负载型Pd/TiO2催化剂材料,表征研究了Pd纳米粒子的结构及形貌,采用DFT计算模拟了Pd粒子的电子分布及键长变化,发现Pd粒子在电子传导的作用下倾向于在Ti02载体表面外延平铺生长,导致其具有类似2D片状的晶体形貌,颗粒尺寸较小且存在明显的表面缺陷,催化苯乙炔选择加氢反应显示出较高的苯乙烯选择性。另外发现,对光沉积法Pd/TiO2进行高温焙烧之后,Pd颗粒尺寸大小基本不变,但是粒子表面更加规整。同时,采用沉积沉淀法制备的Pd/TiO2样品的颗粒尺寸较大,焙烧处理也使得颗粒表面比较规整。此两者样品在催化苯乙炔选择加氢反应时,苯乙烯的选择性均较低。(2)采用锚定法制备了负载型MTO/ZrPP催化剂材料,催化环己烯环氧化反应具有超过90%的转化率和近于100%的环氧化物选择性。通过DFT模拟优化得到了MTO/ZrPP催化剂的结构,结合红外计算图可知,MTO通过氢键作用担载于ZrPP载体表面。较弱的氢键作用导致MTO具有很高的分散度和移动性,使得反应发生环境类似于均相体系,由此导致较高的反应活性。而高选择性得益于使用具有螺旋孔道结构的UHP氧化剂。