反相微乳液法制备Pt基催化剂及加氢性能研究

论文摘要

微乳液法制备纳米金属粒子具有装置简单,易于操作等优点,并且通过改变微乳液的组成可实现粒子大小及形态的可控。本文结合电导率法与目测法相结合,研究了水-CTAB-正丁醇体系和氯铂酸-CTAB/正丁醇-环己烷体系的三相图,确定了微乳液的比例组成,并以此为基础,采用CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）/正丁醇/环己烷/氯铂酸微乳体系,制备了负载型Pt/γ-Al2O3催化剂。采用XRD、XPS、IR、TEM和EDS对载体和催化剂进行表征。发现Pt粒子粒径5 nm左右,与载体之间没有明显的电子效应。以氯代硝基苯为反应底物,考察了助表面活性剂种类、油相种类、微乳液体系组成、载体种类和还原剂用量对Pt基催化剂选择加氢活性影响,并对比了催化剂制备方法对催化剂加氢性能的影响。结果表明:（1）不同种类的助表面活性剂和油相会影响到微乳液的乳化效果,当以正丁醇为助表面活性剂,环己烷为油相时,能够形成较稳定的微乳液;（2）微乳体系中CTAB:正丁醇:环己烷质量比为9:21:70,H2PtCl6溶液含量为3.6 wt%时制备的Pt/γ-Al2O3-ME催化剂的加氢活性最高;（3）在所选择的载体中当以γ-Al2O3为载体和水合肼用量为100μL时为催化活性较好;（4）与浸渍法相比,微乳液法所制备的Pt/γ-Al2O3具有更高的催化活,邻、间、对位氯代硝基苯的转化率分别为95.6%、99.9%、84.2%,相对应的氯代苯胺的选择性分别为97.4%、98.1%、97.6%,相对应的催化反应活性TOF值分别为20.2×10-2s-1、21.2×10-2s-1、17.8×10-2s-1,而浸渍法所制备的Pt/γ-Al2O3,在反应底物的转化率以及相应的产物选择性和催化反应活性TOF值均较低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 概述
• 1.1 微乳液技术与理论
• 1.1.1 微乳液体系
• 1.1.2 微乳液的形成理论
• 1.2 微乳液法制备纳米粒子的原理
• 1.3 微乳液技术制备纳米粒子的影响因素
• 1.3.1 微乳液组成的影响
• 1.3.2 表面活性剂结构及浓度的影响
• 1.3.3 反应物浓度的影响
• 1.3.4 助表面活性剂的影响
• 1.3.5 微乳液液滴界面膜强度
• 1.3.6 温度的影响
• 1.3.7 盐的影响
• 1.4 微乳液技术在制备纳米催化剂中的应用
• 1.4.1 金属、金属合金固体催化剂
• 1.4.2 金属氧化物、金属硫化物固体粒子
• 1.4.3 有机纳米粒子、有机-无机复合固体粒子
• 1.5 氯代硝基苯的选择加氢研究进展
• 1.5.1 氯代硝基苯的加氢机理
• 1.5.2 氯代硝基苯选择加氢催化剂研究进展
• 1.6 研究意义
• 第二章 微乳液体系的电导率及相行为的研究
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验设计
• 2.2.1 微乳液的制备以及电导率的测定
• 2.2.2 分散相为电解质溶液时的电导测量以及对反相微乳液体系稳定性的影响
• 2.3 微乳液体系最大增溶水量与三相图的绘制
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 水-CTAB-正丁醇体系的电导率及三相图分析
• 2.4.2 氯铂酸-CTAB/正丁醇-环己烷体系电导率及三相图分析
• 2.5 本章小结
• 20₃催化剂的制备与表征'>第三章 Pt/A1₂0₃催化剂的制备与表征
• 3.1 实验试剂与仪器
• 3.1.1 实验试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 20₃ 的制备'>3.2 载体A1₂0₃的制备
• 20₃ 催化剂的制备'>3.3 Pt/γ-A1₂0₃催化剂的制备
• 3.3.1 浸渍-还原法
• 3.3.2 微乳液法
• 3.4 载体与催化剂的表征
• 3.4.1 XRD
• 3.4.2 BET
• 3.4.3 XPS
• 3.4.4 IR
• 3.4.5 TEM 和EDS
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 XRD 分析
• 3.5.2 BET 分析
• 3.5.3 XPS 分析
• 3.5.4 IR 分析
• 3.5.5 TEM 和 EDS 分析
• 3.6 本章小结
• 20₃催化剂氯代硝基苯选择加氢活性研究'>第四章 Pt/A1₂0₃催化剂氯代硝基苯选择加氢活性研究
• 4.1 实验试剂与仪器
• 4.1.1 实验试剂
• 4.1.2 实验仪器
• 4.2 氯代硝基苯的选择加氢活性评价
• 4.2.1 催化加氢性能评价装置
• 4.2.2 反应条件
• 4.2.3 产物分析方法
• 4.2.4 数据处理
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 助表面活性剂种类对催化剂活性的影响
• 4.3.2 油相种类对催化剂活性的影响
• 4.3.3 CTAB 与正丁醇的质量比φ对催化剂活性的影响
• 4.3.4 环己烷用量ε对催化剂活性的影响
• 4.3.5 盐水用量ω对催化剂活性的影响
• 4.3.6 还原剂用量对催化剂活性的影响
• 4.3.7 载体种类对催化剂活性的影响
• 20₃ 催化剂的制备方法对催化剂活性的影响'>4.3.8 Pt/A1₂0₃催化剂的制备方法对催化剂活性的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要