《纳米介孔非晶态合金催化剂的制备及其催化加氢性能的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《纳米介孔非晶态合金催化剂的制备及其催化加氢性能的研究（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、上海师范大学 硕士学位论文 纳米介孔非晶态合金催化剂的制备及其催化加氢性能的研究 姓名：杨海霞 申请学位级别：硕士 专业：工业催化 指导教师：李和兴 20070408 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除 了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或机构已经发表或撰写过的研究 成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中做了明确的声明并表 示了谢意。 作者躲和黼吼岬- j - 心 论文使用授权声明 本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内
2、容，可以采用影印、缩印或其它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此 规定。 名懈名：钐飙刁。r - f j 硕士学位论文 摘要 非晶态合金是一类介于晶态和无定形物质之间的特殊材料，在结构上表现为 长程无序而短程有序结构，其独特的结构导致了优良的催化活性、选择性和抗中 毒能力。特别是具有制备过程中环境污染少，催化效率高等优点，符合当今化工 生产的发展趋势，日益引起人们的重视。然而研究至今，非晶态合金催化剂还存 在一定的缺陷，例如比表面积较小，负载型催化剂上活性位分布不均匀，分散度 低等问题。 本论文在常规载体的基础上，先选用高比表面积的不同介孔材料为载体，制 备了负载型C o - B 非晶态合金
3、催化剂，并应用于肉桂醛选择性加氢制肉桂醇反应； 后在此基础上合成不同基团修饰的功能化介孔载体，并制备了相应的N i B 非晶 态合金催化剂，并应用于对氯硝基苯选择性加氢制对氯苯胺反应；且在此两者的 基础上直接合成具有介孔结构的纳米金属C o B 非晶态合金催化剂，并以肉桂醛 选择性加氢制肉桂醇反应为探针反应，结合催化剂的系统表征，探讨了非晶态合 金的结构、表面电子态和催化性能之间的关系。主要研究工作如下： 一、 催化剂制备： ( 1 ) 负载型M B 非晶态合金催化剂的制备：将一定量的M C h 溶液浸渍于载体 上，采用烘箱进行干燥，再经过焙烧，K B H 4 还原分别制得M B S u p
4、p o r t 非 晶态合金催化剂； ( 2 ) 超细C o - B 非晶态合金催化剂的制备：用化学还原法将一定量的K B I - h 溶液 逐滴滴入C o C h 溶液中，得到C o - B 非晶态合金催化剂； ( 3 ) 纳米介孔C o B 非晶态合金催化剂的制备：将C o C l 2 、C H 3 C H 2 0 H 、C T A B 溶液在一定温度下混合，滴入K B 弛溶液进行还原，发生还原反应制得介 孔C o B 非晶态合金催化剂。 二、 催化性能评价： 采用高压液相加氢反应考察不同催化剂的催化活性和对肉桂醛或对氯硝基 苯的选择性。在一定容积的高压釜内依次加入一定量的催化剂和反应物(
5、 肉桂醛 或对氯硝基苯) ，溶剂为无水乙醇，在一定压力和温度下进行加氢反应，通过釜 悯点垄曼曼杰重硕士学位论文 内压力变化观察催化反应初始吸氢速率，并采用气相色谱分析产物，确定反应物 的转化率和产物的选择性。结果表明，( 1 ) 相对于传统负载型M B 催化剂而言， 介孑L 材料制备的负载型M - B 催化剂在肉桂醛加氢反应中具有更高的催化活性和 选择性；( 2 ) 在对氯硝基苯加氢反应中，以介孔材料为载体制备的N i B 负载型 催化剂表现出良好的催化活性和优良的抗脱卤性质，而采用功能化介孔材料作为 载体能够更显著提高对氯硝基苯加氢反应的活性及选择性：( 3 ) 利用控制表面活 性剂与金属粒
6、子共组装速度制备的纳米介孔C o B 合金催化剂具有大比表面积和 有序孔径，并表现出优良的催化活性。 三、 催化性能与结构关系的研究： 根据催化剂的系统表征和加氢动力学的研究，对下列问题进行了研究： ( 1 ) 当介孔材料作为载体时可显著提高肉桂醛加氢反应的活性，这可能归因于 介孔材料具有较大的比表面积，有利于提高分散度：同时具有规整的孔道 结构，使颗粒尺寸均匀。 ( 2 ) 当以功能化修饰的介孔材料为载体时可进一步提高对氯硝基苯的活性和选 择性，对脱卤具有很好的抑制作用，在抑制脱卤的同时，也能提高反应的 活性，这可能归因子催化剂的活性位分布更均匀因而更有利于表面反应的 进行，以及表面疏水性的
7、提高有利于选择性的提高。 ( 3 ) 通过控制表面活性剂的自组装速度和化学还原速度来控制介孔结构的形成， 从而制备高比表面积、具有介孔结构的纳米C o - B 非晶态合金催化剂，并将 其应用于肉桂醛加氢探针反应，结果显示较常规化学还原法制备的C o - B 催 化剂，介孔C o - B 具有更高的反应活性和选择性，这可能归因于催化剂的高 比表面积和活性位分布的更均匀性。 关鲒刃；功能化载体，介孔C o B 非晶态合金，肉桂醛，对氯硝基苯，加氢反应 5 硕士学位论文 A b s t r a c t T h ea m o r p h o u sa l l o yi sak i n do fm a
8、t e r i a lw i t hs h o r t - r a n g eo r d e r i n gw h i l e l o n g - r a n g ed i s o r d e r i n gs t r u c t u r e I t su n i q u es t r u c t u r a lc h a r a c t e rr e s u l t si nt h ee x c e l l e n t c a t a l y t i cp r o p e r t i e s ，s u c ha st h eh i 曲c a t a l y t i ca c t i v i
9、t ya n ds e l e c t i v i t y , t h eh i g h r e s i s t a n c et ot h es I l l f i 】rp o i s o n , e s p e c i a l l yt h el e s se n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o no c c u r r e d d u r i n gt h ec a t a l y s tp r e p a r a t i o n , w h i c hi so fs p e c i a ls i g n i f i c a n c ef o r
10、t h ed e v e l o p m e n t t r e n do fC l n T e n tc h e m i c a le n g i n e e r i n g 。B u ts of a r , t h ea m o r p h o u sa l l o yc a t a l y s t sa l s o h a v es o m es h o r t c o m i n g s ，s u c ha ss m a l ls u r f a c ea r e a , l o wd i s p e r s i o no ft h em e t a la n d l o wa c t
11、 i v es i t eo ft h es u p p o r t e dc a t a l y s t s C l e a r l y , m o d i f y i n gt h es u p p o r t e dc a t a l y s t s o rm a k i n gs o m em e t a lc a t a l y s t sw i m l a r g es u r f a c ea r e aa r ef e a s i b l em e a n s I ns t e a do fu s i n gt h er e g u l a rS i 0 2s u p p o
12、r tt os y n t h e s i st h es u p p o r tc a t a l y s t ，w e c h o o s et h em e s o p o r o u sm a t e r i a l ( M C M 4 1 ，S B A - 1 5 ) ，h a v i n gl a r g es u r f a c ea r e aa n d o r d e r e dp o r es t r u c t u r ea st h es u p p o r tt os y n t h e s i sC o B M C M 4 1a n dC o B S B A 15
13、a m o r p h o u sa l l o yc a t a l y s t sa p p l y i n gt ot h es e l e c t i v el i q u i dp h a s eh y d r o g e n a t i o no f c i n n a m a l d e h y d e ( C M a ) t oc i n n a m y la l c o h o l ( C M o ) T h e nw em o d i f yt h e m e s o p o r o u sm a t e r i a lS B A 一1 5w i t l lt h ed i
14、 f f e r e n tf t m c t i o n a l i z e dg r o u p ( C H 3 N H 2 ) t o s y n t h e s i st h ef u n e t i o n a l i z e ds u p p o r t e da m o r p h o u sa l l o yc a t a l y s t sa n da p p l yt ot h e h y d r o g e n a t i o no fp c h l o m i t r o b e n z e n e ( p C N B ) t op - e h l o r a n i
15、l i n e ( p C A N ) A b o v et h e t w om e a n i n g s ，w es y n t h e s i st h em e s o p o r o u sm e t a lC o - Ba m o r p h o u sa l l o yc a t a l y s t s ， b e a r i n gm e s o p o r o u ss t r u c t u r ea n do r d e r e dp o r ec h a n n e lu s i n gc o n t r o l l i n gt h es p e e do f t
16、h es u r f a c t a n ta n dt h eC 0 2 + f o rt h ef i r s tt i m e , a n dt h e nd i s c u s si t ，sc a t a l y t i cf u n c t i o n v i at h es e l e c t i v el i q u i dp h a s eh y d r o g e n a t i o no fc i n n a m a l d e h y d e ( C M a ) t Oc i n n a m y l a l c o h o l ( C M O ) T h em a i nr e s e a r c hc o n c l u d e ： 1 C a t a l y s tp r e p a r a t i o n 1 ) S u p p o r t e dM - Ba m o r p h o u sc a t a l y s tw a sp r e p a r e db yi m p r e g n
