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绿色化学是化学发展的持久性方向和根本性目标,用绿色溶剂替代传统有机溶剂是当前绿色化学研究的重要内容之一。安全无毒易获取的水是最理想的绿色溶剂。水作反应溶剂,将大大降低有机溶剂的使用量,减少环境污染。但是,有机反应物在水中的溶解度低,存在非常大的传质阻力,催化剂与底物接触困难,导致水相有机反应活性普遍偏低。以固体催化剂作乳化剂稳定水/油两相形成的Pickering乳液,降低了水/油两相的界面张力,增加了水/油两相的界面相容性,增大了有机相、水相和催化剂三者的接触机会,能显著提高反应活性。目前碳球主要应用于催化剂载体、燃料电池和锂离子电极材料等方面,至今未见碳球成乳应用于催化领域的报道。因此,将碳球成乳应用于催化领域对于拓宽碳球的应用范围具有十分重要的意义。 本课题以葡萄糖为碳源,采用水热炭化法制备界面活性碳球;再以醋酸钯为前驱体,利用简单地浸渍沉淀法负载贵金属钯,制得界面活性 Pd/C催化剂。采用透射电镜(TEM)、N2物理吸附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角对碳球和 Pd/C催化剂进行表征。以 Pd/C催化剂为乳化剂稳定水、油两相得到均匀的Pickering乳液,通过芳香醛和芳香硝基化合物的液相加氢反应评价催化剂的催化性能。结果表明,形成Pickering乳液的反应体系有远高于水溶剂体系和有机溶剂体系的反应活性。动力学研究发现,当油/水体积比为1/2时,形成油包水的 Pickering乳液,此时,乳液的体积最大,反应活性最高。另外,通过简单方法制备得到的Pd/C催化剂可稳定包括甲苯、乙酸乙酯、苯和环己烷在内的多种有机相与水生成尺寸较小的Pickering乳液,该乳液不受酸、碱、盐的影响,且反应前后乳液的状态基本不变,而商业化Pd/C仅能稳定苯和水生成尺寸较大的乳液。即实验室制备的Pd/C具有远好于商业化Pd/C的界面活性。