埃洛石纳米管的改性方式对其负载的金催化剂在环己烷液相选择性氧化反应中的催化性能的影响

为了提高纳米金在埃洛石纳米管(halloysite nanotubes,HNTs)上的负载率并改善负载型金催化剂的稳定性,采用经过有机硅烷(N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷,AEAPTMS)化学改性的埃洛石纳米管(AHNTs)作为载体,利用AEAPTMS上的-NH_(2)能够配位俘获金离子的特点,实现了金的前驱体HAu Cl_(4)·4H_(2)O在化学改性埃洛石上的高效负载,经硼氢化钠液相还原获得了化学改性埃洛石AHNTs负载的纳米金催化剂样品1.5%(质量分数)Au/AHNTs(金的实际负载量为1.43%(质量分数)).采用FT-IR和^(29)Si CP/MAS NMR表征了埃洛石的化学改性效果,并采用TEM及XPS分别表征了该催化剂样品上纳米金的粒径分布和催化剂表面金的价态.研究结果表明,平均粒径为2.5 nm金颗粒高度分散在经过化学改性的埃洛石纳米管上,且金元素主要以金属态Au^(0)的形式存在.表征了该催化剂样品在环己烷液相选择性氧化反应中的催化活性和选择性,在反应温度170℃,压力2 MPa下反应2 h,环己烷的转化率达到9.06%,对目标产物环己酮和环己醇(KA油)的选择性达到83.06%,且循环使用4次后,对环己烷的转化率还能达到5.82%,对KA油的选择性维持在81.39%,仍能满足该反应体系对催化剂的活性和选择性的基本要求.与之相比,物理改性的埃洛石载体PHNTs负载的金催化剂样品2.0%(质量分数)Au/AHNTs(金的实际负载量为1.40%(质量分数))在相同的模型反应条件下,虽然新鲜催化剂的活性和选择性略微优于化学改性埃洛石AHNTs负载的金催化剂样品1.5%(质量分数)Au/AHNTs,但其稳定性较化学改性埃洛石所负载的金催化剂差,经过3次循环使用,对KA油的选择性已经下降至71.31%.上述结果表明,埃洛石载体的改性方式对其负载的金催化剂的稳定性有显著影响,经化学改性的埃洛石载体与活性组分金之间较强的相互作用力有助于提高其所负载的金催化剂的稳定性.

埃洛石负载的纳米金可控制备及对环己烷选择性氧化的催化性能

埃洛石纳米管(HNTs)是一类具有独特物理结构和化学性质的天然黏土化合物,本文以经过提纯和聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液(PDDA)改性的埃洛石为载体,将预先制备的粒径可控的金溶胶负载到改性埃洛石(PHNTs)表面得到负载型的纳米金颗粒,通过调节氯金酸前体的浓度和用量,实现了对负载型纳米金尺寸的有效调控,透射电镜表征结果显示,埃洛石负载的纳米金分散性良好,平均粒径分别处于2nm以下、2~5nm和5nm以上。以环己烷的液相选择性氧化为模型反应,评价了所制备的不同尺度负载型纳米金粒子的活性和对环己醇和环己酮的选择性。结果表明:纳米金颗粒的平均粒径处于2~5nm时,表现出最好的催化活性和选择性,在170℃和2.0MPa下反应2h,环己烷的转化率可达10.29%,环己醇和环己酮的选择性达85.75%,优于该反应体系使用的工业催化剂对活性和选择性的指标要求。此外,X射线光电子能谱仪表征结果显示,当埃洛石负载的纳米金平均粒径处于2~5nm时,金元素主要以Au0的形式存在。

Co-Bi_2(MoO_4)_3应用于环己烷催化氧化制环己酮和环己醇

采用沉淀法合成了Co-Bi_2(MoO_4)_3催化剂,以环己烷的液相选择性氧化为探针反应评价催化剂的性能,结果表明,金属原子数的最佳配比为n(Mo)∶n(Bi)∶n(Co)=1.5∶1.0∶0.2,在一定转化率前提下,有效减缓Bi_2(MoO_4)_3氧化性的同时,环己酮和环己醇选择性分别达到74.1%和22.2%。铋钼催化剂的主要活性组分为Bi_2(MoO_4)_3,少量Co^(2+)对其改性,催化剂产生了新的活性中心,环己酮的选择性明显增加,Bi、Mo和Co之间存在协同作用。XRD和FT-IR从不同侧面揭示了Co-Bi_2(MoO_4)_3的微观结构和内在规律性。

改性不同形貌天然黏土负载纳米金催化剂的制备及催化性能研究

以有机硅烷接枝改性埃洛石纳米管(HNTs)和层状高岭土(Kaolin)为纳米金的载体、氯金酸为前体,通过液相还原法制备得到负载型金催化剂。以环己烷液相选择性氧化为模型反应,考察了还原剂的种类和载体的形貌对金催化剂催化性能的影响。结果表明,当纳米金的理论负载质量分数为1.5%时,以管状埃洛石为载体、NaBH4为还原剂制备得到的金催化剂样品1.5%Au/AE-HNTs上纳米金呈高度分散状态,平均粒径为2.6 nm;在模型反应中催化氧化性能较好,其中KA油的选择性达到83.06%,环己烷的转化率达到9.6%,且XPS表征结果显示Au0为主要催化活性价态。