發(fā)布時間：2017-12-13 07:29

  本文關鍵詞：分級中空二氧化硅限域金屬納米粒子的構建及其選擇性催化研究

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【摘要】：針對表面負載型催化劑在催化過程中存在的金屬粒子易團聚失活,可重復使用效果差等缺點,本論文構建出一種新型的限域催化體系,以獲得高穩(wěn)定性、高催化活性以及可循環(huán)使用的負載型催化劑,即在內層二氧化硅表面引入金屬活性中心,而外層二氧化硅又可作為金屬活性中心的保護層,阻止其在催化過程中聚集和浸出。因此,該限域催化劑除具有負載型金屬催化劑的優(yōu)異性能外;還由于其金屬活性中心被限域在二氧化硅內外層間的納米空間,促使催化反應發(fā)生在非常窄的空間而提高其催化效率和可循環(huán)使用壽命。本論文分級中空二氧化硅的催化體系主要經以下幾步完成:(1)利用合成的陽離子聚苯乙烯微球為模板,將正硅酸乙酯(TEOS)和烯丙基三乙氧基硅烷通過溶膠凝膠法水解,并利用靜電吸附,使其沉降在聚苯乙烯表面,形成PS/SiO_2的核殼結構;(2)由于SiO_2表面帶有負電,利用浸漬方法,可使得金屬陽離子(Ag~+、Au~(3+))沉降在SiO_2表面,然后通過陽離單體(DMC)和苯乙烯進行共聚包覆在微球表面,制備出PS/SiO_2-M+/PS微球;(3)利用(1)同樣的技術制備出第二層SiO_2;(4)最后經煅燒和硼氫化鈉還原,成功制備出分級中空二氧化硅限域催化劑(SiO_2/Ag/SiO_2)。本方法不僅能有效地實現金屬納米粒子的定量負載,還可利用第二層苯乙烯模板的厚度實現其限域空間的可控。與傳統(tǒng)表面負載型催化劑相比,該催化劑(SiO_2/Ag/SiO_2)不僅在氫化硝基苯時表現出更高的催化活性和更高的穩(wěn)定性外,而且還具備良好的選擇性催化,即在催化硝基苯和對硝基苯酚的混合溶液中,會先進行硝基苯的催化,將其反應到78.4%時,然后才開始緩慢催化對硝基苯酚。為此,我們進一步制備出金納米粒子限域催化劑,并系統(tǒng)地研究了影響這類催化選擇性的因素,包括催化底物的濃度、反應溫度以及催化劑用量等與催化劑的催化活性的構效關系。研究發(fā)現,催化底物的濃度越高,分子間的氫鍵越強,其選擇性效率越高,而催化劑量越低,也有利于提高其選擇性。通過本學位論文研究工作的實施,不但豐富了限域催化劑的種類,而且還建立了一種以分級中空二氧化硅限域金屬納米粒子的簡易制備方法,為其更好地應用于芳香硝基化合物的氫化還原成苯胺。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;O643.36

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