负载型Au纳米催化剂在多个催化领域具有高活性和选择性,引起了研究者们的极大关注。但Au纳米颗粒(Au NPs)的催化性能却受到其粒径大小和分散度的影响,因此,控制Au NPs的尺寸大小以及其分散性具有重大的研究意义。本文制备了一系列过渡元素同晶掺杂的水滑石(M-HTs,M=Zn2+、Fe3+、Co2+、Cr3+或Mn2+)负载Au催化剂(Au/M-HTs),拟利用过渡元素M的定位作用,控制Au NPs的尺寸和分散度。通过N2物理吸附、程序升温还原、X射线衍射仪、场发射透射电子显微镜以及多功能成像光电子能谱仪对催化剂尺寸,结构和组成进行表征分析。研究了 Au NPs的形成机理,并将该催化剂应用于1-苯乙醇氧化反应,探究了其结构和催化性能之间的关系。(1)晶格Zn2+对控制Au NPs形成的影响。STEM分析表明,Zn2+的分散度影响了 Au NPs的大小和分散性。XPS分析表明,Au NPs与Zn2+之间存在电子转移和相互作用。并探究了 Au NPs形成机理,发现水滑石晶格中Zn2+的分散度和Au与Zn之间的相互作用是影响Au NPs分散的两个关键因素。基于这两个关键因素得到的Au/Zn-HTs中Au NPs大小是1.8 nm,远小于传统方法得到的Au NPs。利用本实验法得到的催化剂的性能也优于传统方法,Au/Zn-HTs对苯乙酮的产率为92%,而传统方法制备的催化剂对苯乙酮的产率低于65%。(2)晶格中其它过渡元素(Fe3+、Co2+、Cr3+或Mn2+)对Au NPs形成以及催化活性的影响。当HTs中含有过渡元素时,Au/M-HTs中Au NPs的大小与传统方法得到的颗粒尺寸相当,但粒径分布较窄,表明过渡元素对Au NPs的大小以及对其分散度有一定的定位作用,但它的定位作用低于Zn2+。对本实验方法制备的催化剂对1-苯乙醇氧化反应的活性测试,发现Au催化剂的催化活性受到其尺寸大小和掺杂过渡元素的影响。当HTs中含有Fe3+和Cr3+,其活性优于传统方法制备催化剂;Co2+存在于HTs时,其活性与传统方法相差不大;当HTs中含有Mn2+,其活性低于传统方法得到的催化剂。