论文部分内容阅读
自从发现金具有催化活性以来,纳米金催化剂主要被用于催化气固相反应。近年来,金催化剂用于液相选择氧化反应成为催化研究的热点之一。本论文采用化学还原法制备纳米金溶胶及活性炭负载金催化剂,采用改性的阴离子浸渍法制备Al2O3、CeO2、TiO2等无机氧化物载体负载的金及金-钯双金属催化剂。以空气为氧化剂,在温和条件下考察了这些催化剂对葡萄糖选择氧化制葡萄糖酸和苯甲醇选择氧化制苯甲醛的催化性能,研究了催化剂载体、制备方法、活化方式、金担载量等因素对其催化活性的影响。借助N2物理吸附、XRD、UV-vis、TEM、H2-TPR、XPS等表征技术研究了纳米金溶胶和负载型金催化剂的组成和结构,并与其催化性能相关联,取得了一些有新意的结果:1.控制聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护剂的量和氯金酸的初始浓度,可获得金粒子尺寸小于5nm的纳米金溶胶。这种金溶胶具有非常高的催化葡萄糖选择氧化活性。2.以Au/C催化剂考察了葡萄糖初始浓度、空气流速、反应温度等反应条件以及金负载量对葡萄糖选择氧化反应活性的影响,得到较佳的反应条件。发现葡萄糖转化率随空气流量和反应温度的增加而增加,但受葡萄糖初始浓度的影响较小。3.金催化剂对葡萄糖选择氧化反应的活性明显受载体的影响,其活性次序为:Au/C > Au/CeO2 > Au/Al2O3 > Au/TiO2。Au/C催化剂中由于金与活性炭之间存在较强的相互作用而使金活性组分主要以Auδ+的形式存在。用稀盐酸处理活性炭能有效去除表面杂质,增加表面氧含量,有利于金的表面富集,从而使金催化剂活性提高。4.对不同反应体系,Au-Pd/Al2O3双金属催化剂表现出完全不同的催化活性。对葡萄糖氧化反应,焙烧后的Au-Pd催化剂由于存在PdO相而使其活性不如单Au催化剂。对苯甲醇氧化反应,还原处理的Au-Pd催化剂具有比单金属催化剂更好的活性,Au与Pd之间存在一定的协同效应。