高活性高穩(wěn)定性鈀二氧化硅催化劑的制備.pdf

1、碩士學位論文高活性高穩(wěn)定性鈀二氧化硅催化劑的制備P r e p a r a t i o na n d S t a b i l i z a t i o n o f H i g h l yA c t i v eP a l l a d i u mN a n o p a r t i c l e si n s i d e M e s o p o r o u sS i l i c a學 號：指導教師：2 11 0 7 3 4 4呂榮文完成日期： 壘

2、Q ! 壘二Q 墨二! Q大連理工大學D a l i a nU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y大連理工大學碩士學位論文摘要金屬納米粒子具有特殊的電子結構和顯著的小尺寸效應，在不同的應用領域例如電、磁、光及催化方面具有廣闊的應用前景。由于金屬納米顆粒比表面積大、表面能高，顆粒容易團聚和長大，從而在使用中逐漸喪失納米顆粒自身的特異性。在催化領域中，如何實現金屬納米顆粒的粒徑可控并進一步建立

3、顆粒的穩(wěn)定機制，從而得到具有高穩(wěn)定性的高效催化劑已經成為納米催化劑制備與應用的一個重要課題。本文是以金屬P d 納米粒子的制備和穩(wěn)定為研究對象，采用兩種不同的方式，分別得到了兩種高穩(wěn)定性的高效催化劑，并探討了其在具體催化體系中的應用。相關內容包括：( 1 ) 利用甲硫氨酸腐蝕N a B H 4 還原形成的不規(guī)則的P d 納米顆粒，得到了粒徑均一的納米簇，然后用溶膠．凝膠法將納米簇包裹在二氧化硅內，極大地提高了納米簇的穩(wěn)定性，同時還保持了

4、金屬P d 納米簇的高活性。得到P d 粒徑為1 ．4 n m 的P d @ S i 0 2 材料催化S u z u k i 偶聯，在反應5r a i n 時的T O F 高達9 8 ．0 1 r a i n - l ，循環(huán)使用5 次后催化活性沒有明顯降低。此外，還采用X 射線多晶衍射( X R D ) 、傅里葉紅外光譜( F 1 1 R ) 、透射電鏡( T E M ) 和N 2 物理吸附( B E T ) 等分析手段對其結構和形貌進

5、行了分析表征，并討論了不同腐蝕時間、溶劑、甲硫氨酸的量、還原劑的種類等因素對制備出材料形貌的影響。( 2 ) 首先制備具有均一孔道結構的介孔二氧化硅分子篩M C M ．4 1 ，再利用介孔孔道內存留的表面活性劑與金屬離子之間的絡合作用，將在溶液中金屬鈀離子原位的引入到孔道中，熱處理后實現了金屬P d 顆粒在孔道內的分散與穩(wěn)定。并用P d ／M C M ．4 1 作催化劑催化S u z u k i 偶聯，反應5 m i l l 時的T O

6、 F 高達9 8 ．2 5N i l ' l - l ，循環(huán)使用5 次后催化性能沒有明顯下降。采用X 射線多晶衍射( X I m ) 、傅里葉紅外光譜( F 1 1 R ) 、透射電鏡( T E M ) 和N 2 物理吸附( B E T ) 等分析手段對其結構和形貌進行了分析表征，并討論了不同前驅體、表面活性劑濃度、溶液p H 值、焙燒情況等因素對制備出材料形貌的影響。關鍵詞：鈀納米粒子；甲硫氨酸；腐蝕作用；介孔二氧化硅；S u