Au-Pd/ZrO_2双金属纳米催化剂光催化Ullmann偶联反应

采用NaBH_4还原法制备了Au-Pd/ZrO_2双金属纳米催化剂。采用XRD,UV-Vis DRS,TEM,XPS,ICP-MS等手段对催化剂试样进行了表征。在温和条件下通过可见光照射,探索了该催化剂对溴苯Ullmann偶联反应的适宜条件。表征结果显示,Au和Pd的引入对载体ZrO_2的结构几乎没有影响,Au和Pd以球形颗粒分散在ZrO_2载体上,粒径均小于8 nm。实验结果表明,在可见光照射下,反应时间3 h、反应温度(35±3)℃、5.0 mL异丙醇为溶剂、50 mg Au-Pd/ZrO_2为催化剂(w(Au)+w(Pd)=3%且m(Au)∶m(Pd)=2∶1)、1.0 mmol KOH为碱、光强1.7×10^(-2) W/cm^2的条件下,溴苯Ullmann偶联反应效果最佳,联苯产率可达98.0%。

SiO_(2)担载的Au@Pt与Au@Pd核壳型双金属催化剂的结构热稳定性对比研究

双金属纳米颗粒催化剂因其在众多化学反应中的广泛应用而备受人们关注.其催化性能与双金属颗粒的结构密切相关.在原子水平上理解其结构热稳定性对设计高稳定性双金属催化剂具有重要意义.本文利用选择性原子层沉积技术,在SiO_(2)载体上精准地构筑了Au@Pt与Au@Pd核壳型催化剂,其中Au核尺寸约为5.1 nm,Pt或Pd的壳层厚度均控制在两个原子层左右.使用谱学、电镜表征对比其在氢气氛围下的结构热稳定性,发现相较于Au@Pd/SiO_(2)核壳型催化剂,Au@Pt/SiO_(2)更难于向合金结构转变,展现出了更为优异的结构热稳定性.此外,550℃高温还原后,两种催化剂均维持其颗粒尺寸,无明显聚集现象,展现出优异的抗烧结性能.Au@Pt/SiO_(2)核壳型催化剂具备更好的结构热稳定性,可能是源于壳层Pt原子更高的熔点以及Au-Pt之间更小的晶格失配.该工作为理解双金属纳米颗粒在高温下的热力学行为的内在机制提供了参考.

以钙钛矿型复合氧化物为前驱体构筑La-Ce氧化物修饰的Pt-Co纳米双金属催化剂及其对CO氧化的性能

利用钙钛矿型复合氧化物(PTO)可以将多种金属离子限域并均匀混合于钙钛矿晶格中的特点,提出了一种构筑氧化物修饰的纳米双金属催化剂团簇的新构想。以担载于大比表面积SiO 2上的钙钛矿型复合氧化物La1-y Cey Co0.87 Pt0.13 O3/SiO 2作为前驱体,将La、Ce、Co和Pt多种金属离子均匀混合并限域于PTO晶粒中,还原后得到Pt-Co/La-Ce-O/SiO 2催化剂;通过氮气吸附-脱附、XRD、H2-TPR和TEM等手段对Pt-Co/La-Ce-O/SiO 2催化剂进行了表征,考察了其对CO氧化的催化性能,研究了构效关系。结果发现,La-Ce-O-Pt-Co构成了纳米团簇,担载于SiO2表面,形成了Pt-Co纳米双金属颗粒;Co修饰Pt提高了其催化活性,而添加Ce进一步改善了其催化性能。当Ce含量(y)为0.2时,催化剂La0.8 Ce0.2 Co0.87 Pt0.13 O3/SiO2的活性最佳,在120℃下即可实现CO完全转化,且在含体积分数15%H 2O及12.5%CO 2的气氛中仍具有较好的催化性能。稳定性测试表明,所制得的Pt-Co/La-Ce-O/SiO 2催化剂具有良好的稳定性和抗烧结性能。

一步置换法制备AgPd纳米粒子及催化性能研究

在室温条件下,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,以Mg粉为还原剂,采用一步置换法制备出AgPd和Pd纳米粒子。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)以及X-射线光电子能谱(XPS)等对该AgPd和Pd纳米粒子的属性进行了表征。结果表明,AgPd和Pd纳米粒子为单分散状态且能长时间的稳定存在。采用不同摩尔比(3∶1,1∶1或1∶3)的金属离子前驱体Ag^+和Pd^(2+),均可制备出单分散的AgPd纳米粒子。PVP对AgPd和Pd纳米粒子的稳定存在起关键作用。所制备的AgPd纳米粒子对4-硝基苯酚的还原表现出优异的催化活性,其催化效率顺序为:Ag_(1)Pd_(1)>Pd>Ag_(3)Pd_(1)>Ag_(1)Pd_(3)。Ag_(1)Pd_(1)纳米粒子循环使用5次后,其催化活性没有显著降低。

单分散AuPd合金纳米粒子的制备及对4-硝基酚的催化降解性能研究

在室温条件下,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为稳定剂,以Mg粉作为还原剂,采用一步置换法制备AuPd和Au纳米粒子。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)以及X-射线光电子能谱(XPS)等对该AuPd纳米粒子的性质进行了表征。结果表明,AuPd纳米粒子呈单分散态且能长时间稳定存在。采用不同摩尔比(3∶1,1∶1或1∶3)的金属离子前驱体AuCl_(4)^(-)和Pd^(2+),均可制备出单分散的AuPd纳米粒子。PVP对AuPd纳米粒子的稳定存在起关键作用。为对比AuPd催化活性,采用上述方法制备了单金属Au纳米粒子,所制备的AuPd以及Au纳米粒子对4-硝基苯酚(4-NP)的还原降解表现出优异的催化活性,其催化效率顺序为:Au_(1)Pd_(1)>Au_(3)Pd_(1)>Au_(1)Pd_(3)>Au。Au_(1)Pd_(1)纳米粒子循环使用5次后,其催化活性没有显著降低。

二氧化碳氢化制多碳化合物金属纳米簇催化

二氧化碳催化氢化合成多碳化合物的研究对于减少碳排放和实现碳资源的可再生利用具有重要意义。本文总结概述了近年来二氧化碳氢化合成多碳化合物催化体系研究进展,着重介绍了低温下催化CO_(2)氢化合成多碳烃或多碳醇的金属纳米簇基催化剂的研究进展,讨论了CO_(2)氢化反应中C1和C_(2+)产物选择性调控的化学基础,介绍了具有低温催化CO_(2)氢化合成多碳化合物功能和高C_(2+)化合物选择性的PtRu双金属纳米簇催化剂的合成和构-效关系研究进展。在此基础上,进一步阐述了所提出的金属纳米簇催化剂局域电荷分布效应理论。