超支化聚合物限域的钯及其合金纳米催化剂的制备及催化加氢性能研究

来源 :中南民族大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tujiangbo110
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
硝基苯催化加氢制备苯胺是目前最适合用于工业化生产苯胺的绿色生产工艺。苯胺由于用途广泛,生产技术的革新具有极大的市场潜力和竞争力。伴随石油化工行业飞速发展,苯酚产量与日俱增,如何高效利用苯酚也成为化工领域的研究热点。Pd催化剂是加氢反应中的一种优异的催化剂。限域型Pd催化剂还可以使贵金属Pd均匀分散在载体中,提高金属原子利用率。超支化聚合物因其具有大量末端羟基和独特的内部空腔结构,可以对金属粒子起到固定和分散的作用,从而提高催化剂的活性及稳定性。同时,其制备工艺简单且成本低廉,适合规模化生产。为此,本论文设计制备了以端羟基超支化聚合物(H102)为载体的限域Pd纳米粒子催化剂(Pd@H102-350)和限域双金属Pd-Ir纳米催化剂(Pd-Ir@H102-350)。结合H102的自组装,对所合成的催化剂的结构进行了分析和表征,并考察了它们在加氢反应中的催化性能。以PdCl2为金属前驱体,H102为限域载体,异丙醇为溶剂,适量NaHCO3存在下,100℃油浴还原1h后,制备得到H102自组装体限域的Pd纳米材料(Pd@H102);再在氮气气氛下350℃煅烧2 h,成功制备得到一种新型的基于部分碳化的超支化聚合物自组装体限域的Pd复合纳米催化剂(Pd@H102-350)。反应体系中,PdCl2/H102/NaHCO3的摩尔比为1/2/3,其中,异丙醇体积为20 ml,PdCl2用量为0.5 mmol。系统考察了溶剂种类、反应温度、反应时间、添加剂用量等反应参数对催化剂制备的影响,利用TEM、STEM、SEM、XRD、XPS、FT-IR、TG等对所合成的Pd@H102-350复合纳米催化剂进行了一系列分析和表征。所合成的Pd@H102-350复合纳米催化材料呈现均一空腔球形结构,金属Pd纳米粒子主要分布在部分碳化的超支化聚合物自组装结构的空腔球壁上,平均粒径约为4.25nm。初步阐明了Pd@H102-350复合纳米催化材料的控制合成机理。研究了Pd@H102-350复合纳米催化剂在室温条件下催化硝基苯及其衍生物加氢的性能,系统考察了溶剂、反应时间、氢气压强等对Pd@H102-350的催化性能的影响。结果显示,以乙醇为溶剂,0.5 MPa H2压力下,在室温(25℃)下反应30 min,硝基苯转化率达100%,苯胺选择性可达99.9%以上,且重复使用10次仍可保持99%以上的转化率和选择性。在相同条件下,Pd@H102-350对不同硝基苯衍生物的催化加氢具有同样的高转化率和高选择性。初步考察该催化剂催化硝基苯氢化反应机理。Pd@H102-350复合纳米催化剂催化苯酚选择性加氢制环己酮的反应中也表现出较高的催化活性。以水为溶剂,0.75 MPa H2压力下,85℃反应4 h,苯酚转化率可达99.8%,环己酮选择性达87.9%,初步阐明了该催化反应机理。可见,Pd@H102-350复合催化剂不仅可用于硝基苯及其衍生物在室温及较低的氢压下快速高效选择性氢化,也可用于苯酚的高选择性氢化制环己酮。以H102为限域载体,PdCl2和IrCl3为金属前驱体,异丙醇为溶剂,在适量NaHCO3存在下,120℃油浴还原1 h后,制备得到H102自组装体负载的Pd-Ir合金纳米材料(Pd-Ir@H102);再在氮气气氛下350℃煅烧2 h,成功制备得到一种新型的基于部分碳化的超支化聚合物自组装体限域稳定的Pd-Ir合金纳米催化剂(Pd-Ir@H102-350)。反应体系中,(PdCl2+IrCl3)/H102/NaHCO3的摩尔比为1/2/2.5,其中,异丙醇体积为20 ml,PdCl2和IrCl3用量均为0.25 mmol。利用TEM、STEM、SEM、XRD、XPS、FT-IR等对所合成的Pd-Ir@H102-350复合纳米催化剂进行了一系列分析和表征。结果显示,Pd-Ir@H102-350催化剂同样呈现出与Pd@H102-350类似的球形空腔结构,Pd-Ir合金纳米粒子平均粒径为1.93 nm,均匀分散在部分碳化的超支化聚合物自组装结构的空腔球壁上。Pd-Ir@H102-350复合纳米催化剂在硝基苯及其衍生物的选择性加氢制芳胺的反应中也表现出优良的催化性能。在乙醇中,H2压力1 MPa,常温(25℃)下反应45 min,硝基苯及其衍生物转化率可达100%,对应芳胺选择性可达99.9%以上,且在硝基苯加氢反应中重复使用10次仍保持催化活性不变。
其他文献
5,6,7,8-四氢吲哚嗪结构广泛存在于具有重要生物活性的天然产物和合成分子中,其高效合成新方法的发展已成为有机合成领域的研究热点之一。环丙醇作为高烯醇金属盐和β-烷基自由基的等价物,可与芳环反应实现芳环的C-H官能化,但环丙醇与富电子芳环的自由基反应尚未有文献报道。在本论文中,我们从商业可得的手性氨基酸出发,经Clauson-Kass环合及Kulinkovich环丙烷化反应制备带有吡咯环的环丙醇
阿尔茨海默症(Alzheimer’s Disease,AD)是一种最常见的神经退行性疾病,根据World Alzheimer Report 2018,截至2018年全球患病人数已高达4700万,严重威胁着老年人的身心健康。AD的主要临床特征为认知功能障碍,主要表现为学习、记忆能力的下降。AD患者脑内淀粉样斑块在细胞间质的堆积、神经纤维在细胞内的缠结以及脑内神经元丢失伴胶质细胞增生,最终导致认知障碍
目的探索超声造影(contrast-enhanced ultrasonography,CEUS)定量参数和参数造影剂到达时间成像(Parametric micro-flow Imaging,P-MFI)分析在鼻咽癌(Nasopharyngeal Carcinoma,NPC)和炎性病变中的诊断价值。材料与方法建立人鼻咽癌CNE-1细胞株裸鼠异种移植模型(CNE-1组)和松节油诱导的裸鼠皮下炎症模型(
卟啉由于其独特的结构和性质,受到各个相关领域科研工作者的青睐。其中带有正电荷的咪唑化合物被用于光催化或电催化氧化水、通过环酯化反应或电催化还原固定二氧化碳,这都与能源科学密切相关。以卟啉为骨架的笼状分子不仅具有超分子主体化合物的特殊空腔,而且还结合了卟啉特殊的光电功能。本论文在高正电荷多臂多功能咪唑鎓盐卟啉及其配合物、高电荷三唑类卟啉有机笼方面做了以下工作:首先,合成了三种可产生N-杂化卡宾(NH
研究背景和目的:绝经后骨质疏松症和其他溶骨性疾病通常是由破骨细胞增多和/或破骨细胞骨吸收功能增加引起,最终导致骨量过多丢失。破骨细胞是源自骨髓中造血祖细胞的多核细胞,它们通过融合前体细胞形成,并在骨吸收中起主要作用。成年人体内骨骼的维持主要依靠骨重塑过程,骨重塑是陈旧的骨组织被破骨细胞重新吸收,然后由成骨细胞在腔隙中形成新生骨组织,以此维持骨骼的稳定及骨量的动态平衡。因此,破骨细胞对于正常骨骼发育
大数据和人工智能技术推动着各行各业都朝着“数字化”和“智能化”发展,政务领域也不例外。虽然政务大数据中蕴含了大量有价值的信息,但其中也存在大量无效信息,让真正有用的数据难以得到有效的利用。同时,传统的基于关键词匹配的政务问答系统,也正向基于知识图谱的智能政务问答系统转型。知识图谱作为大数据时代的产物,其主要作用是整合数据资源,从海量的数据中提取有用的信息。基于知识图谱构建的智能问答系统,能够有效解
微生物固化技术(MICP)可以显著改善砂土地基的力学特性,但同时存在强度增长伴随着脆性增强的问题。本文尝试将纤维加筋技术与MICP固化技术结合,以改善其力学性能,并结合一系列室内试验,对纤维加筋MICP固化砂土的影响因素展开研究;提出了一种能够准确表征MICP固化砂土脆性强弱的评价指标。主要研究内容如下。(1)基于固结排水三轴试验,探讨胶结处理次数、纤维掺量、纤维长度以及试样初始相对密实度等参数对
当今数字时代,每时每刻都有大量的数据生成。大多数图像数据以流的形式被人们捕获,现有的有监督学习方法很难处理这些数据。如在手写体数字识别任务中,人们需要对各种手写的数字进行识别,目前针对数字图像流分类的方法都有一些缺点,即它们要么需要大量手写体图片训练分类器,要么很难适识别到来的图像。因此,针对连续流入的图像设计一种能处理概念漂移、标签稀缺的高效分类算法就显得尤为重要。论文围绕在线半监督学习的图像数
近些年,随着药剂学的发展,改变药物剂型,构建新型给药系统成为了目前药剂学的研究热点。智能给药系统已成为药物传递领域最受关注的一个重要方面,受到了越来越多国内外研究者的关注。智能给药系统也被称为刺激响应型系统,是指通过不同材料元件紧密配合组装形成的给药系统。当系统受到来自环境的物理或者化学信号的刺激时,它们自身的结构特性也会发生相应的改变。研究者们会根据不同的环境情况,设计对应的刺激响应型给药系统,
目的:总结胸锁关节结核的临床表现、实验室检查、病理、影像学及治疗特点,以进一步提高本病的诊治水平。研究方法:回顾性分析我院收治的2例胸锁关节结核(Tuberculosis of the sternoclavicular joint,SCJTB)病例的诊断、治疗及随访结果等临床资料;同时检索1989年1月至2020年4月1日期间中国知网、万方、维普、Pub Med、FMRS外文医学信息检索平台、Ge