【摘 要】
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核壳催化剂是一种整合了内外两种材料,并且两种材料优势互补的多功能性催化材料。壳层材料可以提高催化剂的选择性,同时能有效地阻止毒物分子与内核活性组分的接触,并且防止活性组分的浸出,提高催化剂的催化活性和稳定性。因此壳层材料的性质对核壳催化剂的性能至关重要。具有沸石拓扑结构,其孔径可调、官能团可控,由金属簇和有机配体通过配位反应自组装而成的金属有机骨架材料;在微观尺度有序的排列,具有分子级别的孔道和均
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核壳催化剂是一种整合了内外两种材料,并且两种材料优势互补的多功能性催化材料。壳层材料可以提高催化剂的选择性,同时能有效地阻止毒物分子与内核活性组分的接触,并且防止活性组分的浸出,提高催化剂的催化活性和稳定性。因此壳层材料的性质对核壳催化剂的性能至关重要。具有沸石拓扑结构,其孔径可调、官能团可控,由金属簇和有机配体通过配位反应自组装而成的金属有机骨架材料;在微观尺度有序的排列,具有分子级别的孔道和均一孔穴的沸石分子筛纳米材料;以及具有高比表面积和较高稳定性的新型碳材料;都是壳层材料的理想选择。通过分层自组装法合成以ZIF-67沸石咪唑骨架材料作壳层的Pt/Al2O3@ZIF-67核壳催化剂,其中ZIF-67壳层厚度可以通过浸渍次数加以调控。利用壳层ZIF-67的特殊孔道尺寸（0.36 nm）,实现对小分子烯烃的选择性加氢,以1-己烯（0.17 nm）、环己烯（0.42nm）和环辛烯（0.55 nm）为原料的加氢评价中,与Pt/Al2O3催化剂相比,Pt/Al2O3@ZIF-67催化剂对1-己烯展现出优异的加氢选择性。同时,在抗硫性和稳定性评价实验中,Pt/Al2O3@ZIF-67展现出良好的抗硫性和稳定性。通过微波合成法合成以SOD分子筛为壳层的Pt/Al2O3@SOD核壳催化剂（PAS）,其中SOD壳层厚度为5.3μm。Pt/Al2O3@SOD催化剂具有良好的抗硫性,壳层SOD的孔道直径为0.3 nm,可以阻挡最小的含硫化合物H2S（0.3 nm）对活性组分Pt的毒化,而H2（0.28 nm）可以自由穿过SOD膜层与Pt接触。Pt/Al2O3@SOD催化剂与传统Co Mo催化剂耦合（PSCM）用于催化DBT加氢脱硫反应,H2在Pt/Al2O3@SOD催化剂上解离为活性氢,活性氢溢流到Co Mo催化剂活性中心参与加氢脱硫反应,由于活性氢的存在,Co Mo催化剂的催化活性极大提高。同时,由于氢溢流效应,DBT的氢解路径（DDS）被促进,且随着反应温度的升高,SDDS\HYD值增大,DDS选择性升高。同一转化率下,PSCM耦合催化剂的催化温度比Co Mo催化剂的催化温度低50 oC,具有巨大的工业应用潜力。PSCM耦合催化剂良好的催化性能为氢溢流在催化领域的应用奠定了基础。为了研究膜层导电性对氢溢流效应的影响,通过微波法合成以具有一定导电性的氧化石墨烯为壳层材料的Pt/Al2O3@GO催化剂（PAG）。考察了Pt/Al2O3@GO与Co Mo耦合催化剂（PGCM）的加氢活性,发现PGCM催化剂的催化活性低于PSCM催化剂的催化活性。同时,GO壳层无法完全阻挡H2S对Pt的毒化,PGCM催化剂比PSCM催化剂的抗硫性差。研究结果表明PGCM催化剂的氢溢流效应弱于PSCM催化剂,膜层的导电性对于活性氢由一个催化剂活性中心溢流到另一个催化剂活性中心这种长距离传递的影响不显著。
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