环境废气的治理及对废气进行资源化的利用是环境工程领域非常重要的一个课题。由于乙烯中存在微量的杂质气体乙炔,乙炔造成温室效应的能力是二氧化碳的50倍以上,它是废气的一种。因此,脱除乙烯中的乙炔并对它加以资源化利用是乙烯使用之前非常关键的一步。而利用选择性催化加氢是脱除乙烯中微量乙炔的主要方法。所以研究出一种对乙炔具有很高转化率同时又对乙烯具有很高选择性的催化剂是至关重要的。与非贵金属催化剂相比,贵金属Pd基催化剂对乙炔具有很高的催化活性,但以钯为活性组分的催化剂对乙烯的选择性却较低。所以我们利用壳聚糖(CTS)上的官能基团氨基对Pd进行修饰,从而提高催化剂对乙烯的选择性。同时生物质壳聚糖由于其储量巨大、可降解、对环境无污染和表面官能基团丰富等特点,因此受到了越来越多研究者的关注。本文采用湿浸渍法制备了 Pd/CTS催化剂,并重点研究了催化剂的活性组分和载体之间的相互作用及载体对催化剂加氢活性的影响。同时用原位红外和量子化学计算的方法入究载体对活性组分的促进机理和催化剂的催化加氢机理。我们得到如下结论:(1)我们制备了 Pd/CTS催化剂,并将它用于乙炔选择性催化加氢反应,测试结果表明,催化剂能在低空速近室温条件下对乙炔达到100%的转化,说明该催化剂对乙炔具有很高的转化率。而且该催化剂在空速为70000 ml·g-1·h-1温度为90℃条件下对乙烯的选择性能够达到90%以上,说明该催化剂对乙烯具有很好的选择性。(2)本研究利用有机载体上的官能基团氨基对催化剂活性组分进行改性,从而达到对催化过程中乙炔加氢过程进行调控的目的。通过研究表明,壳聚糖表面的官能基团(如:氨基、羟基)等对于贵金属的分散起到了很好的作用,同时,通过X射线能谱表征可知壳聚糖上氨基与钯纳米颗粒之间有着电子的迁移,正是由于载体上氨基对活性组分的改性极大的提高催化剂对乙烯的选择性。本研究利用载体和活性组分的相互作用来提高催化剂的催化加氢性能,为催化剂的设计提供了一种新途径。(3)本文通过原位红外表征可知乙炔在催化加氢过程中会产生一些过渡态,这些过渡态能与催化剂载体壳聚糖的氨基和羟基发生相互作用,从而影响催化剂对乙炔的选择性催化过程。基于原位红外发现乙炔分子在催化剂表面发生断裂,我们猜测,在乙炔选择性催化加氢过程中,乙炔和氢气分子在催化剂表面同时断裂。(4)本文还利用了量子化学计算等方法对乙炔加氢反应过程进行了模拟。结果表明,载体壳聚糖能显著降低活性组分的反应能垒,从而提高催化剂对乙烯的选择性。