本文關鍵詞：Pd-Te合金催化劑用于氫氣氧氣低溫常壓直接合成過氧化氫反應的研究

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【摘要】：作為綠色氧化劑,過氧化氫(H202)被廣泛用于各種領域。目前工業(yè)上最常用的H202生產方法是蒽醌法。然而,蒽醌法投資成本高、污染環(huán)境和存在安全隱患等問題限制了其發(fā)展。相比蒽醌工藝,H2和02直接法合成H202具有原子經濟性、綠色環(huán)保、工藝流程簡單等優(yōu)點。但是由于直接法催化劑的低效率和安全問題,導致其至今沒有實現(xiàn)工業(yè)應用。本文采用浸漬法制備了一系列Pd-M (M=Sn,Cu, Te)催化劑。活性測試表明,Pd-Te/Al2O3催化劑表現(xiàn)出較高H202產率和選擇性。通過x射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)、原位漫反射紅外傅里葉變換光譜(CO-DRIFTS)、程序升溫脫附(TPD)和電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)表征手段解析了催化劑的電子和幾何結構。結果顯示,Pd顆粒均勻的分布在載體上,平均粒徑約為1.7-2.0 nin,尺寸和晶體結構沒有明顯改變。Te與Pd形成了Pd-Te合金,兩者之間較強的相互作用影響了Pd的幾何結構和電子結構,改變了催化劑的活性。Te的加入抑制了Pd對H2的吸附,削弱了對02的解離活化,有效地抑制了H202的加氫分解和H20的生成,提高了H202選擇性。此外,Te的加入可以抑制Pd的析出,從而增加催化劑的穩(wěn)定性。在此基礎上,本文還考察了活性載體Ti02對Pd-Te催化劑的影響。研究表明,對Pd-Te/TiO2催化劑進行還原熱處理可以提高H202的選擇性,最高可達98%以上。CO-DRIFTS結果表明,熱處理改變了催化劑表面Pd的排布。在Pdioo.oTei.o/Ti02中觀測到了少量Pdσ+物種和大量單分散的Pd活性位。前者可以抑制H202的分解,后者有利于02的非解離活化,進而提高H202的選擇性。
【關鍵詞】：直接法 Pd-Te合金 H_2O_2選擇性 CO-DRIFTS
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ123.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 研究背景10-15
• 1.1 背景介紹10-12
• 1.2 H_2O_2生產方法12-15
• 1.2.1 電解-水解法12-13
• 1.2.2 蒽醌法13-15
• 第2章 文獻綜述15-27
• 2.1 直接法合成H_2O_2的簡介15-16
• 2.2 直接法合成H_2O_2的技術難點16
• 2.3 直接法合成H_2O_2的研究進展16-18
• 2.4 直接法合成H_2O_2的反應機理18-20
• 2.4.1 氧活化合成H_2O_2機理18-19
• 2.4.2 質子-電子催化合成H_2O_2機理19
• 2.4.3 膠體Pd催化合成H_2O_2機理19-20
• 2.5 直接法合成H_2O_2的影響因素20-26
• 2.5.1 金屬種類的影響20-22
• 2.5.2 Pd化學態(tài)的影響22
• 2.5.3 載體的影響22-23
• 2.5.4 氫離子的影響23-24
• 2.5.5 鹵素的影響24
• 2.5.6 溶劑的影響24
• 2.5.7 反應器的影響24-26
• 2.6 本課題研究目的、意義及內容26-27
• 第3章 實驗部分27-33
• 3.1 實驗藥品27-28
• 3.2 催化劑的制備28-29
• 3.2.1 催化劑的制備28
• 3.2.2 催化劑的活化28-29
• 3.3 催化劑性能測試系統(tǒng)29-31
• 3.3.1 催化劑性能測試裝置29-30
• 3.3.2 催化劑性能評價指標30-31
• 3.4 催化劑的結構表征31-33
• 3.4.1 電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)31
• 3.4.2 X射線粉末衍射(XRD)31
• 3.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)31
• 3.4.4 X射線光電子能譜(XPS)31-32
• 3.4.5 原位漫反射紅外傅里葉變換光譜(DRIFTS)32
• 3.4.6 程序升溫脫附(TPD)32-33
• 第4章 Pd-Te/Al_2O_3催化劑構-效關系的研究33-55
• 4.1 引言33-34
• 4.2 Pd-M合金助劑的篩選34-35
• 4.3 載體的篩選35-36
• 4.4 Pd-Te/Al_2O_3催化劑性能36-37
• 4.5 Pd-Te/Al_2O_3催化劑副反應的研究37-38
• 4.6 Pd-Te/Al_2O_3催化劑表征38-52
• 4.6.1 ICP-MS38-39
• 4.6.2 XRD39-40
• 4.6.3 TEM40-44
• 4.6.4 XPS44-48
• 4.6.5 CO-DRIFTS48-50
• 4.6.6 O_2-TPD50-51
• 4.6.7 H_2-TPD51-52
• 4.7 催化劑構-效關系的建立52-54
• 4.8 本章小結54-55
• 第5章 Pd-Te/TiO_2催化劑構-效關系的研究55-63
• 5.1 引言55-56
• 5.2 Pd-Te/TiO_2催化劑性能56
• 5.3 熱處理對Pd-Te/TiO_2催化劑性能的影響56-57
• 5.4 Pd-Te/TiO_2催化劑副反應的研究57-58
• 5.5 Pd-Te/TiO_2催化劑表征58-62
• 5.5.1 XRD58-59
• 5.5.2 HAADF59-61
• 5.5.3 CO-DRIFTS61-62
• 5.6 本章小結62-63
• 第6章 總結與展望63-64
• 6.1 總結63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻64-72
• 論文發(fā)表情況72-73
• 致謝73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 傅騏;李志輝;;國內過氧化氫生產技術的現(xiàn)狀及趨勢[J];上海化工;2015年08期

，

本文編號：1061856