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《湖南大学》 2005年
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微乳凝胶法制备MoO_3/SiO_2纳米复合催化剂及其催化性能研究

詹拥共  
【摘要】:本论文研究内容是用微乳凝胶法所制备的MoO_3/SiO_2纳米复合催化剂在气态环己烷选择性催化氧化制环氧环己烷反应中催化性能的研究。从气固相催化反应研究的四个主要方面,即:催化剂的制备、催化剂的活化、催化剂的表征和催化剂的活性评价,对目标反应进行了系统的探讨。实验结果表明:制各方法、催化剂组成和反应条件对催化剂的催化性能均有较大影响。 微乳凝胶法是一种制备纳米复合催化剂的新方法,微乳凝胶体系的形成必需具备两个条件:可制得均一稳定的反相微乳液;催化剂前驱体在非微乳体系中能形成效果良好的凝胶。经系统考察微乳凝胶体系中不同参量的改变对纳米复合催化剂形貌的影响,获得了微乳凝胶法制备纳米复合催化剂的最佳制备方案为:水相含量:13.5wt%;陈化时间:40—60h;微乳凝胶后处理方法:加适量丙酮洗涤离心(8000rpm,15min)三次,然后于—60℃冻结、真空干燥后在300℃焙烧3h。 借助DSC—TG、TEM、XRD和FT—IR等表征手段,研究了纳米复合催化剂在热处理过程中的物理化学变化、表面结构、晶体结构、表面形貌和不同组分之间的相互作用。结果表明:由微乳凝胶法制备的MoO_3/SiO_2纳米复合催化剂,粒径分布均匀,基本在8—10nm之间,形貌和活性组分分散情况明显优于溶胶—凝胶法制备的MoO_3/SiO_2纳米复合催化剂。 由表征结果构建了纳米复合催化剂表面结构模型,根据表面结构模型,分析了纳米复合催化剂表面的供氧活性位,并推导出纳米复合催化剂的供氧能力随着催化剂颗粒粒径减小而增大的变化规律。 催化剂的活性评价结果表明:由溶胶—凝胶法制备的催化剂中活性组分Mo的阈值分布在15、wt%左右,由微乳凝胶法制备的催化剂中活性组分Mo的阈值分布在20.5wt%左右,可通过改进制备方法来提高催化剂中的Mo含量,进而提高了催化剂的催化性能。以环己烷转化率和环氧环己烷选择性为催化剂性能评价标准,由微乳凝胶法制备的纳米复合催化剂,其环己烷转化率为85%,环氧环己烷选择性为52%,催化性能明显优于溶胶—凝胶法制备的纳米复合催化剂。 在运用微乳凝胶法制备纳米复合催化剂的基础上,对反相微乳法制备纳米CaCO_3的工业开发做了进一步的研究,并取得了较有价值的结果。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ426

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【参考文献】
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