碳基材料负载钯纳米颗粒催化剂的制备及其性能研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:clin_789
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贵金属催化剂是一类重要的工业催化剂,具有反应条件温和、催化活性高、易吸附反应物且强度适中等优点,广泛应用于化工、生物催化以及环境保护领域。随着全球对可持续发展以及环境保护的要求逐渐提高,人们对环境友好型催化剂的期望也就越来越高。与此同时,石油化工等行业又在迅速发展,贵金属催化剂因其高效率、低污染的特性在化工行业中占据着越来越重要的地位。  硝基化合物是一种重要的化工原料,广泛应用于学术界和化工生产中。还原硝基芳烃化合物是制备芳胺类化合物的主要方法,通常通过催化加氢其相应的硝基化合物或者进行一系列其它反应过程来制备,其中硝基芳烃的催化加氢反应在在现代工业生产中应用极广。此外,加氢产物芳胺是极为重要的化学品中间体,在合成染料、抗氧化剂、药品和农用化学品等各个领域都具有广泛应用。  共轭微孔聚合物是一种由大量碳碳三键形成的聚合物,具有很多优秀的特性,如:高比表面积、稳定的结构、可调控的孔径尺寸等等,被广泛应用于储气、吸附和分离等领域。为了研究共轭微孔聚合物是否可应用于催化领域,成功制备了比表面积为1082m2 g-1的共轭微孔聚合材料,并且合成的催化剂显示了优秀的比表面积和孔径结构。  以H2PdCl4为金属前驱体,共轭微孔聚合物(CMP-1)为载体,成功合成了Pd含量为1%的负载型 Pd1@CMP-1加氢催化剂。负载后的催化剂比表面积由1082 m2 g-1下降到720 m2 g-1,但是通过这种简单的浸渍合成法方法合成的催化剂,钯纳米颗粒可以均匀分散并负载在共轭微孔聚合物上,表现出优秀的催化性能。用硝基芳烃化合物的加氢反应为探针,对催化剂的加氢性能进行了评价,催化剂表现出很高的转化率和选择性,这与催化剂载体优秀的性能息息相关。  为了探究稀HNO3对载体的影响,用稀HNO3对载体CMP-1进行预处理。并通过XRD、TEM及BET等手段对催化剂进行分析表征,发现用稀HNO3对载体进行预处理将改变CMP-1的结构性能,不利于催化剂的制备。  总之,Pd@CMP-1催化剂是一种高效环保的加氢催化剂,具有优秀的加氢性能以及一定的循环利用性能。这项工作将有可能为不同纳米金属颗粒负载在共轭微孔聚合物上的设计和制备提供有用的指导。
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