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SBA-15负载金属纳米粒子的制备、表征及其催化性能研究

作　者: 邓丽萍
导　师: 刘志
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 无机化学
关键词: SBA-15 一锅法双金属 CO氧化甲苯加氢
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

介孔材料作为催化剂载体能让反应物分子间以及反应分子与催化活性组分间更充分的接触,在介孔材料的纳米孔道内负载纳米金属粒子制备高效能的介孔材料催化剂是一种新的有效途径。本论文采用非离子型表面活性剂P123,在水热条件下,一锅法制备了一系列负载型介孔SBA-15,包括过渡金属负载的Cu/SBA-15、Co/SBA-15、Ni/SBA-15,贵金属负载的Ir/SBA-15和双金属负载的Cu-Ir/SBA-15,并对其进行表征和用于CO氧化(PROX)的研究和甲苯加氢实验的应用研究。XRD、N2吸附-脱附和TEM表征结果表明一锅法制备得到的上述金属掺杂的SBA-15具有高度有序的二维六方介孔结构和高度分散的金属粒子。其中将金属Ir高度分散到SBA-15的孔道中,获得的Ir/SBA-15对PROX反应具有高活性。在富H2条件下,Ir/SBA-15催化剂对CO的催化氧化的结果表明,该催化剂在低温(80℃)具有很高的催化活性。双金属的掺杂使廉价金属代替了一部分贵金属,降低了催化剂的成本,对于甲苯气相加氢反应,Cu-Ir/SBA-15作为一种新型的催化剂,与单金属催化剂相比,甲苯催化加氢结果表明Cu-Ir/SBA-15具有较高的催化活性和高温抗烧结能力。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 文献综述  8-20
  1.1 介孔材料的研究进展  8-9
  1.2 有序介孔材料的合成  9-14
    1.2.1 合成介孔材料的软硬模板法  9-12
    1.2.2 介孔材料的生成机理  12-14
  1.3 有序介孔材料SBA-15  14-16
    1.3.1 研究进展  14-15
    1.3.2 介孔分子筛SBA-15的合成机理  15-16
    1.3.3 SBA-15的优越性  16
    1.3.4 影响介孔分子筛SBA-15结构的因素  16
  1.4 负载纳米金属的介孔材料的研究进展  16-17
  1.5 CO催化氧化的研究进展  17-19
  1.6 课题的选择、内容及意义  19-20
2 实验总述  20-26
  2.1 主要试剂  20
  2.2 催化剂制备  20-23
    2.2.1 SBA-15分子筛的合成  20-21
    2.2.2 Cu/SBA-15复合材料的合成  21
    2.2.3 Ni/SBA-15复合材料的合成  21
    2.2.4 Co/SBA-15复合材料的合成  21-22
    2.2.5 Ir/SBA-15复合材料的合成  22
    2.2.6 Cu-Ir/SBA-15双金属负载复合材料的合成  22-23
  2.3 催化剂活性评价  23-24
    2.3.1 催化剂对CO氧化的活性评价  23-24
    2.3.2 催化剂对甲苯加氢反应活性的评价  24
  2.4 催化剂表征  24-26
    2.4.1 X-射线粉末衍射测试(XRD)  24
    2.4.2 N_2吸附及比表面积测试(BET)  24
    2.4.3 透射电镜测试(TEM)  24-25
    2.4.4 元素分析(ICP)  25-26
3 负载Cu、Co、Ni金属粒子的复合材料的制备表征及催化性能  26-36
  3.1 负载Cu、Co、Ni金属粒子的复合材料的制备  26
  3.2 负载Cu、Co、Ni金属粒子的复合材料性质的表征  26-35
    3.2.1 XRD表征  26-30
    3.2.2 氮气物理吸附表征  30-32
    3.2.3 TEM表征  32-35
  3.3 小结  35-36
4 负载Ir金属粒子的复合材料的制备表征及其催化性能  36-42
  4.1 负载Ir金属粒子的复合材料的制备  36
  4.2 负载Ir金属粒子的复合材料性质的表征  36-41
    4.2.1 XRD表征  36-38
    4.2.2 氮气物理吸附表征  38-40
    4.2.3 TEM表征  40-41
  4.3 负载Ir金属粒子的复合材料的催化反应活性评价  41
  4.4 小结  41-42
5. 双金属掺杂Cu-Ir/SBA-15制备、应用初探  42-47
  5.1 负载双金属粒子的复合材料的制备  42
  5.2 负载双金属粒子的复合材料性质的表征  42-44
    5.2.1 XRD表征  42-44
    5.2.2 氮气物理吸附表征  44
  5.3 负载双金属粒子的复合材料的催化反应活性评价  44-46
  5.4 小结  46-47
结论  47-48
参考文献  48-54
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  54-55
致谢  55

SBA-15负载金属纳米粒子的制备、表征及其催化性能研究

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