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氢氧直接合成过氧化氢在反应过程中对环境无污染，作为绿色化学领域的一个研究热点。其研究的核心技术在于催化剂，目前许多研究学者的研究工作主要是针对负载型Pd基催化剂。然而负载型Pd基催化剂由于其靠物理吸附作用将Pd吸附在载体表面，催化剂在焙烧过程中，活性组分Pd易发生迁移团聚，并且反应过程中强烈的机械搅拌容易使得Pd从载体表面脱落到反应介质中，这样就加速了反应介质中H2O2的分解，导致H2O2产率降低。本文从催化剂的制备入手，改进传统负载型催化剂的制备工艺，以寻求一种Pd基催化剂能够使得活性组分不易脱落。基于此，制备了系列包覆型Pd基催化剂SiO2@Pd、SiO2@Pd@mSiO2和镶嵌型催化剂Pd@HCS，并针对制备条件对直接合成H2O2的影响做了一系列研究。具体研究内容如下：
1、分别采用反相胶束法和Stober法制备了两种SiO2载体，然后以这两种载体通过一步还原法制备得到两种包覆型催化剂(记为SiO2@Pd反、SiO2@Pdst)。并且考察了氨水添加量、PVP添加量、还原剂种类和还原温度对催化剂活性的影响。评价结果表明：以反向胶束法制备SiO2为载体、氨水用量0.04mL、PVP用量为1g以及还原温度在80℃时制备的催化剂SiO2@Pd反-0.04-1-Vc-80℃催化氢氧直接合成H2O2的活性最高。反应1h时，H2转化率为38.5%，H2O2的选择性为38.3%，H2O2的产率为801.5mmol/(gPd.h)。Pd/SiO2催化剂的H2转化率为25.7%，H2O2选择性为37.5%，H2O2的产率为530.7mmol/(gPd.h)。SiO2@Pd催化剂相比负载型催化剂Pd/SiO2，H2转化率提高了49.8%，H2O2的产率提高了51%。
2、以SiO2@Pd为基础，分别利用不同表面改性剂(PVP、CTAB、CTAB+PVP)制备了催化剂SiO2@PdX(X=(PVP、CTAB、CTAB+PVP)，并考察了不同表面改性剂添加量对催化剂的影响。氢氧直接合成H2O2活性评价表明：以CTAB+PVP为复合表面改性剂制备所得催化剂SiO2@PdCTAB+PVP，反应1h，H2O2选择性(59.3%)和H2O2产率(1141mmol/(gPd.h))均高于以CTAB和PVP为表面活性剂所制备催化剂SiO2@PdX(X=(PVP、CTAB)的选择性和产率。与第三章的催化剂SiO2@Pd相比，H2O2的选择性提高了57.9%，H2O2的产率提高了41.3%。
3、以SiO2@PdCTAB+PVP催化剂为模板、CTAB为扩孔剂、TEOS为硅源，采用Stober法在其表面包覆一层SiO2，制备了核壳催化剂SiO2@Pd@mSiO2，并考察了扩孔剂CTAB添加量和TEOS添加量对催化剂催化H2、O2直接合成H2O2的影响。结果表明，当CTAB添加量为1.0g，TEOS添加量为1mL时，所制备的催化剂SiO2@Pd@mSiO2催化效果最好。反应1h，H2转化率、H2O2选择性、产率分别为28.01%、82.3%、1518mmol/(gPd.h)。
4、以氨基化的SiO2-NH2@Pd为基础，通过自组装法制备以Pd纳米粒子镶嵌在中空碳球内表面的Pd@HCS催化剂，并研究了扩孔剂添加量对催化剂活性的影响。TEM表征结果表明，使用自组装法能够成功制备出尺寸均一、包覆效果好的中空核壳结构催化剂Pd@HCS，空腔平均尺寸为34.56±2.81nm，壳层厚度为6.51±1.2nm。活性评价结果表明，当CTAB添加量为2.0g时，所制备的Pd@HCS催化剂催化效果最好。反应1h，H2转化率、H2O2选择性、产率分别为36.67%、90.09%、2231.43mmol/(gPd.h)。与SiO2@Pd@mSiO2催化剂相比，分别提高了30.91%、7.79%和46.99%。
1、分别采用反相胶束法和Stober法制备了两种SiO2载体，然后以这两种载体通过一步还原法制备得到两种包覆型催化剂(记为SiO2@Pd反、SiO2@Pdst)。并且考察了氨水添加量、PVP添加量、还原剂种类和还原温度对催化剂活性的影响。评价结果表明：以反向胶束法制备SiO2为载体、氨水用量0.04mL、PVP用量为1g以及还原温度在80℃时制备的催化剂SiO2@Pd反-0.04-1-Vc-80℃催化氢氧直接合成H2O2的活性最高。反应1h时，H2转化率为38.5%，H2O2的选择性为38.3%，H2O2的产率为801.5mmol/(gPd.h)。Pd/SiO2催化剂的H2转化率为25.7%，H2O2选择性为37.5%，H2O2的产率为530.7mmol/(gPd.h)。SiO2@Pd催化剂相比负载型催化剂Pd/SiO2，H2转化率提高了49.8%，H2O2的产率提高了51%。
2、以SiO2@Pd为基础，分别利用不同表面改性剂(PVP、CTAB、CTAB+PVP)制备了催化剂SiO2@PdX(X=(PVP、CTAB、CTAB+PVP)，并考察了不同表面改性剂添加量对催化剂的影响。氢氧直接合成H2O2活性评价表明：以CTAB+PVP为复合表面改性剂制备所得催化剂SiO2@PdCTAB+PVP，反应1h，H2O2选择性(59.3%)和H2O2产率(1141mmol/(gPd.h))均高于以CTAB和PVP为表面活性剂所制备催化剂SiO2@PdX(X=(PVP、CTAB)的选择性和产率。与第三章的催化剂SiO2@Pd相比，H2O2的选择性提高了57.9%，H2O2的产率提高了41.3%。
3、以SiO2@PdCTAB+PVP催化剂为模板、CTAB为扩孔剂、TEOS为硅源，采用Stober法在其表面包覆一层SiO2，制备了核壳催化剂SiO2@Pd@mSiO2，并考察了扩孔剂CTAB添加量和TEOS添加量对催化剂催化H2、O2直接合成H2O2的影响。结果表明，当CTAB添加量为1.0g，TEOS添加量为1mL时，所制备的催化剂SiO2@Pd@mSiO2催化效果最好。反应1h，H2转化率、H2O2选择性、产率分别为28.01%、82.3%、1518mmol/(gPd.h)。
4、以氨基化的SiO2-NH2@Pd为基础，通过自组装法制备以Pd纳米粒子镶嵌在中空碳球内表面的Pd@HCS催化剂，并研究了扩孔剂添加量对催化剂活性的影响。TEM表征结果表明，使用自组装法能够成功制备出尺寸均一、包覆效果好的中空核壳结构催化剂Pd@HCS，空腔平均尺寸为34.56±2.81nm，壳层厚度为6.51±1.2nm。活性评价结果表明，当CTAB添加量为2.0g时，所制备的Pd@HCS催化剂催化效果最好。反应1h，H2转化率、H2O2选择性、产率分别为36.67%、90.09%、2231.43mmol/(gPd.h)。与SiO2@Pd@mSiO2催化剂相比，分别提高了30.91%、7.79%和46.99%。