近年來,空氣中CO2含量過高,溫室效應越來越嚴重。利用CO2作為C1原料,不僅能降低CO2含量,還能生產出甲酸、低碳烯烴和N-甲酰(基)化產物等高價值化學品。其中,CO2與胺/H2的N-甲基化反應是較為新穎的CO2利用方法。本文通過溶劑熱法制備了以下MOFs材料:MIL-101(Cr)、UiO-66(Zr)、NH2-MIL-101(Al)、MIL-100(Cr)、MIL-100(Fe),通過浸漬法負載 Au 制備相應的Au基MOFs催化劑。以MIL-101(Cr)為載體,制備了 Au-Pd、Au-Pt、Au-Cu、Au-Ru雙金屬催化劑;酸性改性,制備了 Au/MIL-101(Cr)-HSO3、Au/HPW@MIL-101(Cr)催化化劑。采用 XRD、BET、FT-IR、SEM、HRTEM、XPS等手段表征催化劑的性質。在釜式反應器中,評價CO2與苯胺/H2的N-甲基化反應,優(yōu)化反應條件。具體結果如下:(1)Au基MOFs催化劑:以 MIL-101(Cr)、UiO-66(Zr)、NH2-MIL-101(Al)、MIL-100(Cr)、MIL-100(Fe)為載體,制備Au基MOFs催...

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【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
    1.1 引言
    1.2 CO₂催化轉化為高附加值化學品
        1.2.1 CO₂與環(huán)氧化物環(huán)加成反應
        1.2.2 CO₂羧基化反應
        1.2.3 CO₂催化還原
    1.3 CO₂的催化還原反應
        1.3.1 CO₂還原制甲酸
        1.3.2 CO₂還原制低碳烯烴
        1.3.3 CO₂還原制甲醇
        1.3.4 CO₂與胺的N-甲酰(基)化反應
    1.4 CO₂與胺的N-甲酰(基)化催化體系
        1.4.1 貴金屬催化劑體系
        1.4.2 非貴金屬催化劑體系
        1.4.3 非金屬催化劑體系
    1.5 MOFs材料簡介
        1.5.1 MOFs材料的應用領域
        1.5.2 MOFs材料的制備方法
        1.5.3 MOFs材料的分類
        1.5.4 MOFs材料的結構特點
        1.5.5 在催化方面的應用
        1.5.6 雙功能催化劑
    1.6 MIL-101(Cr)材料在催化中的應用
        1.6.1 負載活性組分改性
        1.6.2 配體修飾改性
    1.7 本文的研究思路與主要內容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗試劑及設備
    2.2 催化劑制備
        2.2.1 Au基MOFs催化劑的制備
        2.2.2 雙金屬催化劑的制備
        2.2.3 酸性改性MOFs催化劑的制備
    2.3 催化劑表征
        2.3.1 XRD表征
        2.3.2 BET表征
        2.3.3 FT-IR表征
        2.3.4 SEM表征
        2.3.5 HRTEM表征
        2.3.6 NH₃-TPD表征
        2.3.7 XPS表征
    2.4 催化反應評價
        2.4.1 反應裝置
        2.4.2 數據處理計算
第三章 負載型Au基MOFs催化劑的制備及CO₂與苯胺/H₂的N-甲基化反應性能
    3.1 引言
    3.2 Au基MOFs催化劑的表征
        3.2.1 XRD
        3.2.2 BET
        3.2.3 NH₃-TPD
        3.2.4 HRTEM
    3.3 Au基催化劑不同MOFs載體對反應性能的影響
    3.4 Au/MIL-101(Cr)催化劑對CO₂與苯胺/H₂的N-甲基化反應性能的探究
        3.4.1 溶劑種類對反應性能的影響
        3.4.2 溶劑用量對反應性能的影響
        3.4.3 Au負載量對反應性能的影響
        3.4.4 催化劑用量對反應性能的影響
        3.4.5 反應溫度對反應性能的影響
        3.4.6 氣體壓力比對反應性能的影響
        3.4.7 氣體總壓對反應性能的影響
        3.4.8 反應時間對反應性能的影響
        3.4.9 催化劑重復使用性能研究
    3.5 本章小結
第四章 改性催化劑的制備及CO₂與苯胺/H₂的N-甲基化反應性能
    4.1 引言
    4.2 Au-Pd/MIL-101(Cr)雙金屬催化劑的表征
        4.2.1 Au-Pd/MIL-101(Cr)雙金屬催化劑的物理性質(XRD、BET)
        4.2.2 Au-Pd/MIL-101(Cr)雙金屬催化劑的物質組成(FT-IR)
        4.2.3 Au-Pd/MIL-101(Cr)雙金屬催化劑的結構形貌(SEM、HRTEM)
        4.2.4 Au-Pd/MIL-101(Cr)雙金屬催化劑的活性位點(XPS)
    4.3 Au-Pd/MIL-101(Cr)雙金屬催化劑對CO₂與苯胺/H₂的N-甲基化反應性能的探究
        4.3.1 Au-Pd負載量對反應性能的影響
        4.3.2 催化劑用量對反應性能的影響
        4.3.3 反應溫度對反應性能的影響
        4.3.4 氣體壓力比對反應性能的影響
        4.3.5 氣體總壓對反應性能的影響
        4.3.6 反應時間對反應性能的影響
        4.3.7 催化劑重復使用性能
    4.4 不同雙金屬催化劑對反應性能的影響
        4.4.1 雙金屬催化劑Au-Pt/MIL-101(Cr)
        4.4.2 雙金屬催化劑Au-Ni/MIL-101(Cr)
        4.4.3 雙金屬催化劑Au-Cu/MIL-101(Cr)
        4.4.4 雙金屬催化劑Au-Ru/MIL-101(Cr)
    4.5 催化劑酸性改性
        4.5.1 磺酸基改性MIL-101(Cr)載體
        4.5.2 磷鎢酸酸化MIL-101(Cr)載體
    4.6 本章小結
第五章 結論及展望
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表論文
導師和作者簡介
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本文編號：3778666