有机分子对铂族双金属簇的结构和催化性能影响研究

摘要

本文研究了有机分子对铂族双金属簇的结构和催化性能影响，包括以下内容：
　　 1．研究了聚合物保护剂聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)对铂族双金属簇结构与催化性能的影响。用微波合成法制备铂族双金属纳米簇，通过在双金属纳米簇形成前和形成后加入PVP两种制备途径得到两种Pt—Rh和两种Pt—Ru双金属纳米簇。并利用其在邻氯硝基苯和环己烯加氢反应中催化性能比较和TEM、FTIR、XPS、XRD等表征手段证明了两种铂族双金属纳米簇在结构和性能上的差异。结果表明，PVP可以影响铂族双金属纳米颗粒表层金属原子的组成，从而对双金属颗粒的催化性能产生很大影响。对于Pt—Rh双金属簇，PVP的存在使Rh原子更易于在Pt—Rh双金属簇的表面聚集，而使金属簇的催化行为更趋近于Rh金属簇；对于Pt—Ru双金属簇，PVP的存在使Pt原子更易于在Pt—Ru双金属簇的表面聚集，金属簇的催化行为更趋近于Pt金属簇。
　　 2．研究了氨基化合物对PVP稳定的Pt—Rh双金属纳米簇结构与催化性能的影响。通过在制备PVP保护的Pt—Rh双金属纳米簇过程中加入三乙醇胺和十六胺，得到Pt—Rh双金属纳米簇用于邻氯硝基苯以及4—硝基酚催化加氢反应证明了氨基化合物的存在使Rh原子更易于在Pt—Rh双金属簇的表面聚集。该研究为有目的性地调变双金属的结构和性质提供了基础。

目录

文摘

英文文摘

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Contents

第一章 文献综述

1.1 纳米贵金属簇的简介

1.2 纳米催化剂的机理及分类

1.3 纳米贵金属材料的制备

1.3.1 负载型贵金属纳米材料的制备

1.3.2 非负载型纳米贵金属材料的制备

1.4 纳米金属簇的表征

1.4.1 透射电子显微镜

1.4.2 x-射线光电子能谱(XPS)

1.4.3 紫外-可见吸收光谱(UV-vis)

1.4.4 x-射线粉末衍射(XRD)

1.4.5 扩展x-射线吸收精细结构(EXAFS)

1.5 纳米贵金属材料的性质

1.5.1 催化性质

1.5.2 光学性质

1.5.3 磁学性质

1.5.4 电学性质

1.6 保护剂的概述

1.6.1 保护剂的作用

1.6.2 保护剂的分类

1.6.3 保护剂对纳米粒子的影响

1.7 分子对双金属结构影响的计算研究

1.8 小结

参考文献

第二章 聚合物保护剂(PVP)对铂铑双金属簇的结构及催化性能影响

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料与仪器

2.2.2 铂铑纳米双金属簇的制备

2.2.3 透射电镜(TEM)分析

2.2.4 x-射线粉末衍射(XRD)

2.2.5 x-射线光电子能谱(XPS)

2.2.6 傅立叶红外光谱(FTIR)分析

2.2.7 热重分析(TGA)分析

2.2.8 邻氯硝基苯氢化反应

2.3 结果与讨论

2.3.1 铂铑双金属纳米簇的TEM表征

2.3.2 PVP-PtRh和Bare-PtRh在邻氯硝基苯氢化反应中的催化性能

2.3.3 X射线粉末衍射(XRD)对铂铑双金属簇形成的测定

2.3.4 x-射线光电子能谱(XPS)测铂铑双金属表面组成

2.3.5 傅立叶红外光谱分析

2.4 结论

参考文献

第三章 聚合物保护剂对铂钌纳米双金属簇结构和催化性能的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料与仪器

3.2.2 铂钌纳米双金属簇的制备

3.2.3 透射电镜(TEM)分析

3.2.4 傅立叶红外光谱分析(FTIR)分析

3.2.5 环己烯氢化反应

3.3 结果与讨论

3.3.1 铂钌双金属纳米簇的TEM表征

3.3.2 PVP-PtRu和Bare-PtRu在环己烯加氢反应中的催化性能

3.3.3 傅立叶红外光谱分析

3.4 结论

参考文献

第四章 氨基化合物对铂铑双金属簇结构及性能的影响

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 实验原料与仪器

4.2.2 铂铑纳米双金属簇的制备

4.2.3 傅立叶红外光谱分析(FTIR)分析

4.2.4 邻氯硝基苯氢化反应

4.2.5 紫外-一可见分光光度计对4-硝基酚氨基化反应的分析

4.3 结果与讨论

4.3.1 三乙醇胺-PVP-PtRh在邻氯硝基苯氢化反应中的催化性能

4.3.2 十六胺-PVP-PtRh在4-硝基酚氨基化反应中的催化性能

4.3.3 傅立叶红外光谱分析

4.4 结论

参考文献

第五章 总结

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书