铂基双金属催化剂的制备及其芳香硝基化合物加氢性能的研究

摘要

在温和条件下，高效的合成芳香硝基化合物的各种加氢产物是一个具有挑战性的课题。由于双金属之间的相互作用可以改变单金属的电子和几何性能，产生协同作用，从而改变催化剂的催化性能，一直是催化领域的研究热点之一。本文在前期工作的基础上，采用吸附还原法制备席夫碱功能化的二氧化硅担载的Pt基双金属催化剂，以芳香硝基化合物的加氢作为探针反应进行了深入研究。
　　本研究主要内容包括：⑴Au-Pt/SiO2双金属催化剂在对氯硝基苯加氢生成对氯亚硝基反应中具有良好的催化活性与转化率，在50℃，0.5 MPa H2，正己烷作溶剂条件下，对氯硝基苯加氢转化率为76.7％，对氯亚硝基苯的选择性为38.2％。XRD和TEM等表征结果表明:催化剂表面形成了高度分散的Au-Pt双金属纳米粒子，这可能是Au-Pt/SiO2催化剂在合成对氯亚硝基苯反应中表现出较好选择性的原因。⑵Ni-Pt/SiO2双金属催化剂在芳香硝基苯加氢合成偶氮化合物的反应中表现出优异的催化活性与选择性，乙醇为溶剂，KOH为碱性添加剂，在50℃，0.8 MPa H2下反应30 min，在Ni0.009Pt0.001/SiO2催化剂上对氯硝基苯的转化率为98.3％，对氯偶氮化合物的选择性达到84.9％，其TOF值高达6500 h-1，高于现有文献报道。TEM，STEM-EDX，XPS等结果表明，Ni-Pt双金属之间存在强相互作用，且由于Ni，Pt之间电子的偏移降低了Ni和Pt的氧化程度，增加了催化剂表面活性位，使得Ni-Pt/SiO2催化剂在温和条件下高效的合成芳香偶氮化合物。⑶通过改变反应条件，Ni-Pt/SiO2双金属催化剂在温和的反应条件下可以分别高效的合成芳香硝基化合物不同的加氢产物:苯胺化合物，氧化偶氮苯化合物及偶氮苯化合物。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 芳香硝基化合物加氢机理

1．2 亚硝基化合物

1．3 偶氮苯化合物

1．3．1 偶氮苯化合物的合成

1．3．2 偶氮苯化合物的性能

1．4 纳米铂基催化剂

1．4．1 负载型纳米铂基催化剂的制备

1．4．2 纳米铂基催化剂的应用

1．5 本课题的思路

2 实验部分

2．1 实验试剂和仪器

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．2 催化剂的制备

2．3 催化剂的表征

2．3．1 元素分析(ICP)

2．3．2 X-射线粉末衍射(XRD)

2．3．3 X-射线光电子能谱(XPS)

2．3．4 扫描透射电镜(STEM)

2．3．5 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)

2．4 催化剂活性评价

3 Pt基双基属催化剂上对氯亚硝基苯合成的研究

3．1 Pt基双金属催化剂上对氯硝基苯加氢性能研究

3．1．1 不同Pt基双金属催化剂上对氯硝基苯加氢性能研究

3．1．2 溶剂对其催化性能的影响

3．1．3 添加剂对催化性能的影响

3．2 Au-Pt／SiO2催化剂的表征

3．3 小结

4 Ni-Pt／SiO2催化剂上芳香硝基化合物加氢制备偶氮化合物的研究

4．1 Pt基双金属催化剂上芳香硝基化合物加氢耦合性能研究

4．1．1 不同Pt基双金属催化剂上芳香硝基化合物加氢耦合性能

4．1．2 Ni-Pt比例对其催化性能的影响

4．1．3 不同载体对其催化性能的影响

4．1．4 Ni-Pt／SiO2催化剂的表征

4．1．5 不同碱对其催化性能的影晌

4．1．6 不同溶剂对其催化性能的影响

4．1．7 不同反应条件对其催化性能的影响

4．1．8 硝基苯加氢的动力学过程

4．1．9 催化剂的稳定性

4．1．10 Ni-Pt／SiO2对其他硝基苯化合物加氢耦合性能的研究

4．1．11 Ni-Pt／SiO2在其他加氢目标产物反应中的催化性能

4．2 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢