NH2-UiO-66(Hf)负载Pd、Pt贵金属及其衍生材料在催化反应中的应用

来源 :浙江师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhhc1987
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
金属有机骨架(MOFs)是一种由金属离子/簇与有机配体结合而形成的晶态多孔材料,由于其比表面积大、结构可剪、孔径可调和化学可修饰等特点,已成为多相催化研究的热点。基于MOFs中丰富的金属节点和多种有机成分,近年来,将MOFs作为牺牲模板经高温热解策略可衍生多种催化性能优越的材料。在此过程中,有机成分可被选择性去除或者转化为高孔隙的氮掺杂多孔碳材料,同时金属节点组装为富含缺陷位的金属氧化物,可用来锚定额外的活性金属物种。本论文基于铪(Hf)基Ui O-66的性质和特点,通过一锅法引入不同有机官能团以及贵金属Pd和Pt纳米粒子,制备出Pd@X-Ui O-66(Hf)(X=H、NH2、OH)和Pt@NH2-Ui O-66(Hf),再通过两种不同的高温热解策略,制备出高稳定性的催化剂Pd@Hf O2和氮掺杂碳催化剂Pt/Hf O2@CN。采用X射线粉末衍射(XRD)、N2吸脱附、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氨气-程序升温脱附(NH3-TPD)等表征技术对催化剂的物化性质进行了系统的表征。然后将催化剂分别应用于2,3,5-三甲基苯醌(TMBQ)加氢制备2,3,5-三甲基氢醌(TMHQ)反应、Suzuki-Miyaura交叉偶联反应以及2-硝基苯甲醛选择性加氢反应中,考察催化剂的催化性能。本论文的简要工作总结如下:(1)将贵金属前驱体加入到MOFs材料Ui O-66的原料中,一步直接制备出一系列含不同官能团的Pd@X-Ui O-66(Hf)(X=H、NH2、OH)催化剂,将其应用于TMBQ合成维生素E的关键中间体TMHQ的催化加氢反应中考察其催化活性。表征结果证明,Pd前驱体的加入以及官能团的引入并未影响Ui O-66的形成,骨架中的功能基团可有效螯合Pd前驱体以形成稳定的Pd催化剂。在温和的反应条件下,所制备的Pd@NH2-Ui O-66(Hf)催化剂表现出最佳的催化活性,TMBQ的转化率高达96%,性能优于以其他官能团修饰的催化剂。另外,该催化剂经过6次的重复使用之后,催化反应活性也未出现明显降低的问题,说明其具有良好的重复使用性能。(2)分别在氮气和空气氛围下,通过两步热解Hf基金属有机骨架前驱体(Pd@NH2-Ui O-66(Hf))制备了高分散的Pd纳米团簇固定在二氧化铪纳米结构上的催化剂(Pd@Hf O2)。NH3-TPD结果表明Hf O2载体上存在适量的酸中心,且电子顺磁共振(EPR)表征证明Pd@Hf O2存在大量氧空位,使得活性中心Pd与载体间形成强相互作用。Pd@Hf O2催化剂对溴苯和苯基硼酸的Suzuki-Miyaura偶联反应表现出优异的催化活性(>99%),优于同种方法制备的Pd@Zr O2催化剂(72%)和浸渍法制备的Pd/Hf O2(Im)催化剂(90%)。Pd@Hf O2催化剂重复使用10次,其催化活性没有发生明显变化。此外,该催化剂对具有不同官能团的卤代芳烃和苯基硼酸的交叉偶联反应也表现出优异的催化活性。这一结果可能与Hf O2载体中高度分散的超小Pd纳米团簇以及适当数量的酸性中心有关。(3)采用一锅法制备负载Pt的Hf基MOF(Pt@NH2-Ui O-66(Hf)),然后在氮气氛围下,经过高温热解碳化制备Pt纳米粒子负载在Hf O2/氮掺杂碳催化剂(Pt/Hf O2@CN),并将其应用于2-硝基苯甲醛选择性催化加氢制备2,1-苯并异噁唑。多种表征说明催化剂中Pt纳米粒子高度分散在单斜相的Hf O2以及氮掺杂碳载体上。结果表明,在以甲醇作为反应溶剂、30 oC和0.2 MPa H2的反应条件下,Pt/Hf O2@CN催化剂具有较高的催化性能(转化率100%,选择性84%)。此外,Pt/Hf O2@CN催化剂具有较高的重复使用性,循环使用6次催化活性也未降低。Pt纳米粒子在载体上的均匀分散以及氮物种对Pt的相互作用,可能是Pt/Hf O2@CN催化剂具有高催化活性的原因。
其他文献
哈希学习是一种典型的哈希学习技术,它将数据转换为哈希码表示,以降低数据的存储开销和检索所需的时间成本。位置敏感哈希技术(Locality Sensitive Hashing,LSH)是哈希学习中最具有代表性的算法之一,它通过随机的方式生成一组哈希函数,将高维实值向量映射为相应的哈希码。当所生成的哈希码长度足够长时,位置敏感哈希能够达到理想的检索精度。然而,长哈希码不仅增加了数据所需的存储空间和检索
学位
目前挥发性有机物(VOCs)对环境的污染日趋严重,挥发性有机物(VOCs)的全面整治受到人们广泛关注。催化燃烧是消除挥发性有机物(VOCs)最有广泛应用前景的技术之一,在环保领域备受青睐。对于含有C、H、O元素的VOCs(如醇、酯、酮、酚等),经过催化燃烧处理可以完全氧化为无毒的CO2和H2O。此外,还有一类毒性更大和臭味更重的含氮挥发性有机物(NVOCs),如二乙胺、二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈
学位
作物干物质产量的90%以上来源于光合作用。水稻作为重要的粮食作物,其叶片早衰直接影响光合作用和呼吸作用,严重影响产量和品质。通过研究早衰基因的功能,防止水稻过早衰老,实现对稻米品质和产量的改良,一直是科研工作者长期追求的目标。本文利用分子定位及基因重组技术挖掘新基因,了解衰老机制,为培育抗早衰水稻品种提供参考。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS,Ethyl methane sulfonate)化学诱变
学位
【目的】伴随着快速城镇化的冲击和乡村经济、社会以及生活方式的重构剧变,传统的自上而下、以政府或设计师为主导的项目运行模式难以应对乡村公共空间多要素交叉关联与可持续更新发展的现实挑战。【方法】从乡村公共空间的本质和演化分析出发,以在马岔村及其村民活动中心项目开展的12年工作为例,对项目调研筹备、设计施工以及运营扶助全过程的经验与成效,以及多学科交叉和多元主体参与的组织模式进行了梳理和阶段总结。【结果
期刊
学科核心素养的培育是当前教育研究的热点,基于学科核心素养的化学课程教学改革,是彰显职业教育类型特征的"三教"改革,以"素养"为导向的课程设计已经逐渐成为职业教育课程发展的趋势。探索中职化学课程的教学改革,可以从增强对化学学科核心素养的理解、探索培养学科核心素养的路径和策略、提升发展学生核心素养的教学能力等方面进行。
会议
目的:分析滋癸益经联合滋肾育胎丸对早发性卵巢功能不全患者的激素、卵巢体积、窦卵泡数、睡眠质量的影响。方法:选取2020年4月至2022年6月厦门湖里仁军医院收治的早发性卵巢功能不全患者100例作为研究对象,按照摸球法随机分为观察组和对照组,每组50例。对照组给予滋癸益经进行治疗,观察组给予滋癸益经联合滋肾育胎丸进行治疗。采用匹兹堡睡眠指数量表(Pittsburgh Sleep Quality In
期刊
论文基于元代多元一统的时代背景,从云南由中央王朝之“异域”变成“新疆”这一角度入手研究元代云南纪行诗创作,探讨诗歌的创作内容及书写特征,从而把握元代云南纪行诗“异域”是“新疆”之特质,展现云南在元代统治下独特的边疆文明与边缘活力,凸显元代云南纪行诗的独特性。围绕着云南如何被纳入元朝的进程,元朝对云南的管理以及云南作为元朝行省等背景的思考,论文共分为三章。第一章围绕云南被纳入大一统王朝的征略背景,聚
学位
当前的目标检测算法在大、中目标上已具备良好的性能;然而,针对不同场景下的小目标,其并没有很好地平衡检测精度、速度和模型复杂度。本文针对含有小目标的不同类型数据集,将注意力机制引入到网络的合适位置,结合轻量化思想等方法,研究并提出了3种基于注意力机制的小目标检测算法,其在一定程度上有效地平衡了算法的检测效果和检测效率。(1)本文针对YOLOv3-tiny在自建安全头盔数据集上检测精度较低的问题,提出
学位
N-氟代磺酰胺在有机合成化学研究中有着独特且重要的作用。在早期的相关研究中,它常用作亲电氟化试剂来进行碳-氟键的构建。在近年来的报道中,N-氟代磺酰胺主要应用于生成氮中心自由基并发生氢迁移完成远端C-H键的活化,或者氮自由基对于不饱和键的加成合成多取代的酰胺类化合物。本论文主要关于N-氟代磺酰胺的新反应研究,分为两部分,第一部分利用N-氟代磺酰胺经历亚胺中间体过程的方法,实现了酰胺高产率的α位氰基
学位
目的 探究2型糖尿病患者糖化血红蛋白与血脂、血压水平及并发症的关系。方法 将2021年1—12月期间收治的180例2型糖尿病患者纳入研究,将糖化血红蛋白浓度> 7%作为试验组(n=100),糖化血红蛋白浓度≤7%作为对比组(n=80),比较2组患者的空腹血糖、血脂、血压水平以及并发症发生情况,分析糖化血红蛋白与血脂、血压水平和并发症之间的相关性。结果 试验组空腹血糖、舒张压、总胆固醇(TC)、甘油
期刊