多壁碳纳米管表面含氧基团的生成及负载Pd-Pt的萘加氢活性

摘要

本文采用酸性KMnO<,4>溶液、浓HNO<,3>H<,2>SO<,4>、中性H<,2>O<,2>溶液和高温熔融KOH分别对多壁碳纳米管(MWNT)进行了表面处理,用氮气物理吸附、高分辨透射电镜、傅立叶变换红外光谱、化学滴定和X射线衍射研究了处理后MWNT的表面性质和体相结构,观察了处理前后亲水性的变化,测定了它们的零点电荷电位(PZC).结果表明:酸性KMnO<,4>和混酸处理后,MWNT表面上形成了大量含氧基团,H<,2>O<,2>处理后含氧基团量生成量则较少,而KOH处理后生成的含氧基团量很少,其中,酸性KMnO<,4>和混酸处理后,羧基的生成量很高,H<,2>O<,2>处理后生成的主要为酚羟基；对酸性KMnO<,4>.处理过程来讲,提高KMnO<,4>与处理MWNT的比例和溶液中H<,2>SO<,4>的浓度及处理温度,MWNT表面含氧基团的生成量均提高,羧基的含量也增加,相对而言,前二者的影响更大；酸性KMnO<,4>和混酸处理后MWNT比表面积约增加50﹪,表面形态和体相结构没有发生明显改变,但KOH处理使MWNT比表面积约增加150﹪,同时也使其体相结构遭到了一定破坏；处理后,MWNT的PZC值变低,表面羧基的含量越高,PZC值越低,其亲水性越好. 用等体积浸渍和离子交换两种方法把活性组分Pd(NH3)<,4><'2+>和Pt(NH<,3>)<,4><'2+>负载到处理后MWNT的表面,用程序升温还原和高分辨透射电镜观察了负载钯-铂活性组分与载体MWNT的相互作用和还原后的Pd-Pt金属颗粒的分散情况,在高压釜中进行了萘加氢生成四氢萘的活性和抗硫性研究.结果表明,处理后MWNT表面含氧基团的种类和催化剂的制备方法都会影响活性金属组分在载体上的分散情况,采用相同的催化剂制备方法,表面羧基含量越高,同样条件下所得金属颗粒的分散情况越好；和等体积浸渍法制备的催化剂相比较,采用离子交换法制备催化剂的活性金属在MWNT上粒度分布得更加均匀,还原后MWNT表面的金属颗粒趋向平板型；处理后MWNT表面羧基的量越多,采用同样制备方法获得的相同负载量的Pd-Pt/MWNT催化剂的萘加氢反应活性就越高,另外,当MWNT表面含有大量羧基时,等体积浸渍和离子交换法制备的相同负载量的催化剂活性相差不大,当MWNT表面羧基很少,酚羟基较多时,用离子交换法制备催化剂可以显著提高催化剂的活性；和酸性KMnO<,4>相比,用混酸和H<,2>O<,2>预处理的MWNT作为载体催化萘加氢的抗硫性较好.

目录

文摘

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第一章文献综述

1.1引言

1.2 CNT的制备

1.3 CNT的性质

1.3.1电性质

1.3.2吸附性质

1.3.3力学性质

1.3.4热性质

1.4 CNT在催化中的应用

1.4.1 CNT作载体的优越性

1.4.2 CNT的表面活化

1.4.3 CNT负载金属催化剂的研究进展

1.5柴油馏份芳烃加氢的意义

1.6本文的主要研究内容

第二章MWNT的表面处理

2.1前言

2.2实验

2.2.1试剂

2.2.2 MWNT处理

2.2.3 MWNT表征

2.2.4 MWNT表面含氧基团的定量确定

2.2.5处理后MWNT的亲水性

2.3结果与讨论

2.3.1处理方法对比表面积和孔结构的影响

2.3.2未处理和处理后MWNT形态

2.3.3表面含氧基团的FTIR定性分析

2.3.4表面含氧基团的定量测定

2.3.5处理方法对MWNT体相结构的影响

2.3.6 MWNT的亲水性

2.4结论

第三章Pd-Pt/MWNT负载型催化剂的制备及其萘加氢反应活性的研究

3.1引言

3.2实验

3.2.1实验试剂

3.2.2催化剂的制备

3.2.3催化剂的表征

3.2.4催化剂的活性和抗硫性测试

3.3结果与讨论

3.3.1 MWNT与负载Pd-Pt的相互作用及颗粒形态的研究

3.3.2 Pd-Pt/MWNT催化剂的萘加氢活性及抗硫性

3.4结论

第四章总结

参考文献

论文发表情况

致谢