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二十面体金属钯纳米颗粒催化性能研究

作　者: 钱良友
导　师: 黄涛
学　校: 中南民族大学
专　业: 有机化学
关键词: 钯纳米颗粒二十面体环己烯催化加氢邻氯硝基苯 Heck反应
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

金属纳米颗粒的形貌对催化性能的影响倍受关注。近年来,金属纳米颗粒的形貌控制合成取得了一定进展,但有关一定形貌的金属纳米颗粒的催化性能研究鲜有报道。钯作为一种重要的铂族元素一直吸引着人们的广泛关注,被普遍的用作催化剂。为此,本文对二十面体金属钯纳米颗粒的催化性能进行了初步探索。采用微波法,以H2PdCl4为前驱体,PVP为保护剂,三缩四乙二醇为溶剂,适量KOH存在下,得到二十面体Pd纳米颗粒,平均粒径22.90 nm。利用透射电子显微镜（TEM）、X-射线粉末衍射（XRD）以及X-射线光电子能谱（XPS）等对产物进行了表征;利用火焰原子吸收光谱（FAAS）、N2吸附-脱附、TG-DTA热重分析考察了二十面体Pd纳米颗粒在γ-Al₂O₃载体上的负载。研究了二十面体Pd/γ-Al₂O₃催化剂对环己烯加氢的催化活性,考察了温度、氢压、载体等对催化剂的催化活性的影响。结果表明,在室温下,氢压1.0 MPa,环己烯的氢化在30 min内即可完成,转化率达100%,TOF值高达1347h-1,且催化剂重复使用7次仍保持较高的活性。研究了二十面体Pd/γ-Al₂O₃对邻氯硝基苯（o-CNB）选择性氢化生成邻氯苯胺（o-CAN）的催化性能,考察了温度、氢压、金属离子等对催化活性的影响。结果表明,Pd/γ-Al₂O₃催化剂具有较高的催化活性,最适宜氢压、温度、反应时间分别为1.0 MPa、50℃、2 h,o-CNB转化率100%,o-CAN选择性为65.4%;添加适当的金属离子可缩短氢化反应时间,o-CAN的选择性可提高至88.1%,无脱氯产物;Pd/γ-Al₂O₃在该反应中催化剂循环使用5次仍保持较高的活性。以碘苯或溴苯与丙烯酸或苯乙烯的缩合反应为模型反应,考察二十面体Pd/γ-Al₂O₃催化剂对Heck反应催化性能的影响。结果表明,在90℃反应6 h,碘苯与丙烯酸或苯乙烯缩合生成肉桂酸或1,2-二苯乙烯的产率分别达到95.1%和92.5%,催化剂重复使用5次仍然保持较高的活性。

二十面体金属钯纳米颗粒催化性能研究

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