| 题名 | 担载贵金属团簇的催化性能研究 |
| 作者 | 刘乐全 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2010-11-23 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 邓友全 |
| 关键词 | 团簇 硝基苯类化合物 选择还原 CO/H2O多相还原体系 CO低温氧化 CO和H2的共氧化 抗CO中毒 Clusters Aromatic nitro compounds Chemoselective hydrogenation CO/H2O reduction system Low-temperature CO oxidation co-oxidation of CO and H2 CO tolerance |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 与传统意义上的纳米颗粒相比，金属团簇具有更小的尺寸和更加显著的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特性。然而，关于担载金属团簇催化剂催化性能的研究还相对较少。本文中我们在已有方法的基础上合成一系列担载Au、Pt、Pd 团簇催化剂，考察它们在氧化还原反应中的催化性能。 芳胺及其衍生物，特别是官能团化的衍生物是制药，有机合成，精细化学品等化学生产中的重要中间体。同时，含有其它官能团的硝基苯的加氢存在着加氢竞争过程。因此，硝基苯类化合物的选择加氢反应的研究本身具有重要的基础研究和工业应用意义。另外，本组或已有的文献都曾报道过特定方法制备的Pd，Pt 催化剂能够展现出良好的CO 低温氧化活性，但是具体的原因却鲜有报道。我们通过系统的表征对CO 在该类催化剂上的反应历程进行深入的研究，并对其高活性的原因提出了合理的解释。 本论文以Fe(OH)x 或FeOx 担载Au、Pt、Pd 团簇催化性能研究为中心，主要包括以下四个方面： 1.通过低温处理的方法制备了Fe(OH)x 担载Au 团簇催化剂，并在硝基苯类化合物选择加氢中展现出优于相应高温处理催化剂的活性，对于不同的底物其转化频率提高了2－6倍。根据表征结果得出初步结论：Au/Fe(OH)x 中金至少部分处于团簇状态是该催化剂具有更高活性的主要原因，尽管还不能完全排除载体的影响。另外，该催化剂在α, β-不饱和醛的选择还原中也表现出了明显的尺寸效应。 2.水煤气变换是化工生产中制备氢气的重要路径。我们首次开发了一种以纳米Au 为催化剂，CO/H2O 为还原剂的多相还原体系。该还原体系对硝基苯类化合物的选择还原具有很好的普适性，实现了硝基苯类化合物高效、高选择性地还原到对应的苯胺类化合物。 3.系统的研究了FeOx 担载Pt，Pd 团簇催化剂在CO 低温氧化中的反应历程。通过动力学表征、氢氧滴定、CO 原位滴定等方法我们给出了FeOx 载体作为活性氧提供者参与CO氧化反应的直接证据。研究表明，CO 和O2 在该类催化剂的不同位置上进行活化（Pt，Pd活化CO，FeOx 提供活性氧）。我们认为这种非竞争性的反应历程正是该类催化剂展现出优异的CO 低温氧化活性和较低表观活化能的原因。 4.CO 与H2 的共氧化或者有微量CO 存在下的H2 氧化是一个传统的有挑战性的研究课题，因为CO 的存在对H2 的氧化有明显的抑制作用，这直接导致了两者的共氧化需要在较高的温度下才能完成。我们研究了FeOx 担载Pt，Pd 团簇催化剂在CO 和H2 共氧化中的催化性能，发现在Pt/FeOx 催化剂上Ar 气氛下可以实现CO 和H2 的室温共消除。另外，还开展了空气，CO2 气氛下的CO 和H2 共氧化研究以及富氢条件下催化剂的抗CO 性能研究。 |
| 学科主题 | 绿色化学与催化 |
| 公开日期 | 2012-11-09 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1825]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_绿色化学研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘乐全. 担载贵金属团簇的催化性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
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