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随着新技术和材料的迅速发展,传统的膜材料已不能满足现代工业的需求,高分子膜材料被赋予更多的崭新功能。其中,高分子膜催化反应器由于其在催化领域的独特优势越来越引起国内外科学家的重视。随着膜制备和改性技术的日益成熟,高分子膜催化反应器研究的基础已形成,国内外很多学者在该领域取得了一些显著成果,但是高分子膜催化反应器领域的整体研究还处于刚起步阶段。本课题采用高分子微球(聚甲基丙烯酸微球PMAA、聚4-乙烯基吡啶微球P4VP)和聚偏氟乙烯(PVDF)共混制膜,制备出具有分离功能的多孔PVDF/高分子聚合物微球共混膜。随后,通过原位还原的方法将贵金属(Pd、Ag、Au)纳米颗粒或Fe/Pd双金属纳米颗粒负载于PVDF/聚合物微球共混膜上,得到具有催化功能和分离功能的催化膜。 将Pd纳米颗粒利用原位还原负载到PVDF/PMAA微球共混膜上,得到具有催化和分离功能的PVDF-PMAA-Pd催化膜,通过追踪反应体系中4-硝基苯酚的浓度,研究催化膜在4-硝基苯酚的催化加氢过程中的催化作用。制备的PVDF-PMAA-Pd催化膜具有良好的催化活性,催化膜上所负载的Pd纳米颗粒表现出非常好的分散性和较为均一的粒径分布。研究发现,随着催化膜的操作压强的提高或反应体系温度的升高,4-硝基苯酚的催化加氢反应速率呈现增大的趋势,另外Pd负载量的升高也会促进反应速率的增加。 利用同样方法制备得到PVDF-P4VP-Ag催化膜,研究发现,在催化4-硝基苯酚的加氢反应中,PVDF-P4VP-Ag催化膜与PVDF-PMAA-Pd催化膜具有类似的规律,在此不再赘复。研究对比了Pd、Au、Ag三种贵金属对应的催化膜的催化活性,发现三种催化膜催化活性PVDF/Ag>PVDF/Pd>PVDF/Au。 用PVDF/PMAA微球共混膜负载Fe/Pd双金属纳米颗粒,得到PVDF-PMAA-Fe/Pd双金属催化膜。研究发现PVDF-PMAA-Fe/Pd双金属催化膜能够将三氯乙烯还原脱氯,并且随着钯化率的升高和温度的上升,反应速率也会增加;另外,pH的适当增大会降低反应速率。