学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

钯纳米颗粒的可控合成及其催化性能研究

作　者: 袁芳芳
导　师: 杨汉民
学　校: 中南民族大学
专　业: 有机化学
关键词: 钯纳米颗粒形貌催化加氢对氯硝基苯对硝基苯胺催化活性和选择性硝基苯
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 149次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

金属纳米粒子尺寸和形貌的可控合成是一个活跃的研究领域,因为纳米结构的尺寸和形貌对它们潜在领域的应用如化学、物理、生物、医学和电学等有很大的影响。由于纳米粒子具有量子效应和极高的比表面积,使其在有机合成反应中可以作为优良的催化剂。纳米粒子的催化活性和选择性在很大程度上与粒子的尺寸和形貌相关,随着尺寸和形貌的变化,催化性质也会随之变化,在某种程度上缘于边角原子之间具有约束力。据文献报道,催化的反应速率会随着原子活性位点的比例的增长呈指数的增长。对研究人员来说,最大的挑战是怎样控制纳米粒子的形貌使配位的不饱和的表面活性位点的数目最大化,进而改善催化性质。本文在不同的前躯体、表面活性剂、聚合物和还原剂条件下,合成了二十面体、立方体和雪花状的Pd纳米粒子(NPs)和树枝状聚合物包裹的Pd NPs。Pd纳米结构的形貌控制合成是采用微波辅助加热聚合物调控的醇还原法。在PAMAM稳定剂条件下以硼氢化钠为还原剂还原K2PdCl4,制备树枝状聚合物包裹的Pd NPs,并用所制备的Pd NPs为催化剂通过TEM、HR-TEM、XRD、XPS、GC-MS表征进行催化性能研究。在高压反应釜中,用不同形貌的Pd催化剂和Pd/C催化氢化硝基苯的学位论文">对氯硝基苯,系统研究了不同形貌的催化剂和Pd/C的催化活性和对理想产物对氯苯胺选择性的影响。研究发现相同质量的催化剂反应的催化活性和选择性:雪花状最好,二十面体次之,立方体最差。Pd/C的催化活性最高而对氯苯胺选择性最低。相同条件下,对不同催化剂的反应具有的不同转化率和选择性进行分析。将反应后的催化剂重新进行TEM表征,催化后纳米粒子的形貌没有发生改变。在NaBH4存在的条件下,以对硝基苯胺为反应底物,以相同摩尔质量的不同形貌的Pd NPs为催化剂催化对硝基苯胺加氢,研究催化剂的催化活性。通过UV-vis光谱监测反应进行时间比较催化活性。通过对不同温度下速率常数的测定比较三种形貌Pd NPs催化对硝基苯胺加氢的表观活化能。表观活化能大小顺序为Ea(二十面体NPs)﹤Ea(立方体NPs)﹤Ea(雪花状NPs)。以Pd NPs为催化剂,还原硝基芳香化合物可能有两条途径,通过对两条途径中反应中间体的研究确定在NaBH4存在条件下硝基化合物氢化的反应机理。采用第四代树枝状聚合物聚酰胺胺PAMAM为模板,NaBH4为还原剂合成了粒径约为1.5nm的Pd纳米粒子,用UV-vis光谱监测其形成过程,并成功的将其负载到高表面积介孔载体SBA-15和载体SiO2上。将Pd/SBA-15、Pd/ SiO2和商用Pd/C催化剂催化硝基苯,比较三种催化剂的催化活性。结果表明Pd/SBA-15和Pd/SiO2催化剂具有比Pd/C更优良的催化性能,催化利用率高。从反应后催化剂的TEM结果看,循环使用后Pd/SBA-15、Pd/ SiO2催化剂中的PAMAM包裹的Pd纳米粒子有些团聚现象。

钯纳米颗粒的可控合成及其催化性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文