纳米钯的形貌控制合成及其加氢性能研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongfeiran
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金属纳米颗粒具有尺寸小和表面积大等优点,其催化方面的优异性能引起了人们的广泛关注。众多研究表明,金属纳米粒子的催化性能取决于其组成、结构、尺寸和形貌等,因此可以通过优化金属纳米颗粒的制备条件使金属纳米颗粒的催化性能达到最优。Pd因其显著的吸氢能力被广泛用作催化剂,为优化其催化性能,众多研究者致力于纳米Pd的形貌和尺寸的控制研究,制备得到了不同形貌的Pd纳米颗粒。本文通过水相化学还原法实现纳米钯颗粒的形貌控制合成,并应用于1,4-丁炔二醇(BYD)和硝基苯(NB)加氢反应中,探索形貌对催化性能的影响。采用化学还原法,以PdCl2为前体,抗坏血酸作为还原剂,水为溶剂,PVP做为稳定剂,在KBr存在下,合成出形貌均一的Pd纳米立方体。通过TEM结果发现Br-可以作为封端剂,改变{100}晶面的生长速度,进而形成纳米立方体,虽然PVP的浓度可以改变Pd纳米粒子的尺寸,但是并不会改变形貌。以Na2PdCl4为前体,抗坏血酸作为还原剂,水为溶剂,P123做为修饰剂,合成出形貌均一的二十面体状的Pd纳米粒子,通过TEM结果发现,P123可以选择性吸附{111}晶面,最终导致了二十面体Pd纳米粒子的形成,而PVP对于{100}晶面和{111}晶面并不存在选择性吸附的情况。采用化学还原法合成出Pd纳米立方体,并将其作为晶种,进一步生长成大尺寸的纳米Pd立方体以及具有不同{100}和{111}晶面比例的纳米Pd多面体,在保持前体浓度恒定的前提下,改变加入警种溶液的体积可以改变Pd纳米颗粒的形貌和尺寸。将形貌和尺寸可控的纳米Pd溶胶应用于1,4-丁炔二醇催化加氢的反应中,探讨Pd形貌对催化性能的影响。结果表明,Pd形貌对催化剂的活性和选择性均有影响,{111}晶面的催化活性高于{100}晶面,截角立方体状的纳米Pd对1,4-丁烯二醇的选择性可达96%。采用化学还原法制备了立方体状、截形八面体状和十面体状Pd纳米粒子,并将其负载到经氧化处理的碳纳米管上,并以硝基苯加氢为探针反应,发现不同形貌的Pd纳米粒子在硝基苯催化加氢反应中具有不同的催化性能,柠檬酸做还原剂合成的十面体和三角形盘状结构混合的纳米Pd制备的Pd/CNTs具有最高的反应活性和选择性。
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