有序介孔碳负载金纳米催化剂对芳硝基化合物选择加氢

摘要

通过芳香硝基化合物催化加氢还原获得芳胺类化合物在工业上具有广阔的应用前景。纳米金催化剂被认为是用于芳香硝基化合物选择加氢的第二代催化剂。但纳米尺寸的金熔点较低，在惰性载体如多孔碳上易团聚长大或在反应过程中流失。此外，碳载体负载纳米金催化剂由于缺少较强载体金属相互作用界面，在多官能团芳香硝基化合物加氢反应中选择性较低。本研究中利用巯基与金配位作用，通过低浓度水热方法获得介孔碳球限域纳米金催化剂，碳纳米球尺寸为90 nm，2.5nmAu纳米颗粒被限制在碳孔墙中，即使煅烧至700℃，也未见Au纳米颗粒团聚。催化剂在3-硝基苯乙烯的加氢还原反应中展现出较高的催化活性，选择性和稳定性。在140℃、4 MPa氢气下，0.23 mol%的催化剂可催化3-硝基苯乙烯在1.8 h定量转化3-氨基苯乙烯，选择性达到100%，转化频率高达566 h-1。初步研究表明，Au碳热还原过程中碳原子可渗入Au颗粒表层，形成低配位的金原子，使3-硝基苯乙烯以硝基垂直吸附于Au催化剂上，从而获得高的硝基加氢选择性。加入固体SH-SBA-15捕获剂，未检测反应速率明显降低，表明反应过程中可能不存在剥落的Au物种，活性中心是多相纳米金催化剂。 而相较传统Au/C催化剂而言其拥有和Au/TiO2等金属氧化物为载体金催化剂相似的催化性能，因此我们认为其催化性能的变化是由于在煅烧过程中碳沉积和CO的作用导致金纳米颗粒表面电子性质的改变，进而改变其催化性能。

目录

第一章 前言

1．1 胺类化合物在药物上的应用

1.2 芳香胺化合物制备方法

1.3 芳硝基化合物加氢还原反应研究进展

1.3.1氢源

1.3.2金属氧化物负载的金属催化剂对芳硝基化合物加氢

1.3.3金纳米颗粒催化剂对芳硝基化合物加氢

1．4纳米金催化剂概述

1.4.1纳米金催化剂制备方法

1.4.2纳米金催化剂活性影响因素

1.4.3纳米金催化剂催化性能

1.5 选题意义

第二章 有序介孔碳负载金纳米催化剂的合成

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂和原料

2.2.2 有序介孔碳纳米球负载金纳米颗粒的合成步骤

2.2.3酚醛树脂PF的合成

2.2.4有序介孔碳负载金纳米粒子的合成(Au-C/OMC)

2.3 催化剂的表征

2.4 结果与讨论

2.4.1 有序介孔碳负载金催化剂的表征

2.4.2 有序介孔碳纳米球负载金纳米粒子催化剂的合成

2.4.3对比催化剂表征

2.5 本章小结

第三章 介孔金碳催化剂对芳硝基化合物的选择性还原的研究

3.1 引言

3．2 实验部分

3.2.1 试剂和原料

3.2.2催化反应步骤

3.2.3 介孔金碳催化性能测试

3.3催化机理讨论

3.4本章小结

第四章 全文总结

参考文献

附录一：名词缩写说明

附录二 作者简历和论文发表情况

致谢