【摘 要】
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纳米颗粒催化剂的性能除了金属颗粒的尺寸、晶面效应密切相关以外,载体和表面配体也起着举足轻重的作用。载体可以利用表面缺陷锚定金属,使其在苛刻条件下保持高度的金属分散性,还可通过金属-载体相互作用调变锚定的金属纳米颗粒的结构和电子性质。此外,金属表面附着的有机配体对催化性能也有着重要影响。近年来,合成化学的迅猛发展使有效调控金属-载体/配体界面的产生成为可能,结合先进的表征手段和精准的理论计算,可帮我
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纳米颗粒催化剂的性能除了金属颗粒的尺寸、晶面效应密切相关以外,载体和表面配体也起着举足轻重的作用。载体可以利用表面缺陷锚定金属,使其在苛刻条件下保持高度的金属分散性,还可通过金属-载体相互作用调变锚定的金属纳米颗粒的结构和电子性质。此外,金属表面附着的有机配体对催化性能也有着重要影响。近年来,合成化学的迅猛发展使有效调控金属-载体/配体界面的产生成为可能,结合先进的表征手段和精准的理论计算,可帮我们从分子层面理解催化剂的构效关系。本文将主要围绕催化加氢/脱氢开展研究:1)制备富含五配位铝位点的氧化铝并考察其锚定PtSn双金属后对丙烷脱氢反应的影响;2)合成倒置催化剂研究Fe-OH-Pt界面在选择性加氢中的反应机理;3)制备叔丁基苯乙炔保护的AuAg纳米团簇,考察金属-配体界面在氨硼烷水解中的影响。论文共分为五章,各章内容概述如下:第一章:简要综述纳米颗粒催化剂的尺寸、形貌效应,金属-载体相互作用,构筑金属-载体界面和金属-有机配体界面对催化反应中的影响,并阐述了本论文的研究内容。第二章:发现采用醋酸后处理方法可得到富含五配位铝的Al2O3,后者负载PtSn团簇后在丙烷脱氢反应中表现出优异的催化性能。研究表明,五配位A13+位点稳定小尺寸Pt和高价态的SnOx,而Pt-O-M（M为Al或Sn）界面的形成是维持高活性和稳定性的关键。第三章:用湿化学方法合成不同Fe/Pt比例的倒置型催化剂,考察Fe-OH-Pt界面对3-硝基苯乙烯的选择性加氢的影响。其中,Fe/Pt摩尔比为0.3的催化剂具有最佳的化学选择性。通过原位表征和DFT计算结果,证明H2的活化发生在Pt位点,而硝基的加氢脱氧过程则与Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）还原过程相关。第四章:合成叔丁基苯乙炔保护的AuAg44纳米团簇,并应用于氨硼烷水解反应,发现其产氢能力与配体存在密切相关。通过去除配体和对失活催化剂再生的方法,证实与配体相连的Au（Ⅰ）是反应的活性中心。第五章:展望金属-载体/配体界面在未来研究中的前景。
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