收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

碳纳米管负载金属催化剂的制备及其催化氯代硝基苯加氢反应性能

王闯  
【摘要】: 氯代硝基苯加氢合成氯代苯胺是一类重要的有机合成单元反应,具有非常高的工业价值。多年来,高性能氯代硝基苯加氢催化剂的研制和开发一直是研究的热点之一,备受国内外学者的广泛关注。本论文研究了碳纳米管(CNTs)负载Pt及其双金属PtM(M=Fe、Co、Ni、Cu)催化剂催化氯代硝基苯加氢的催化性能,分析了影响Pt/CNTs和PtM/CNTs催化性能的关键因素。针对Pd/CNTs催化剂催化氯代硝基苯加氢选择性低的问题制备了复合型双金属催化剂Pd/SnO_2/CNTs,研究了该催化剂对氯代硝基苯选择加氢的催化性能,考察了影响其催化活性和选择性的主要参数,并分析了该催化剂选择性优于Pd/CNTs的主要原因。针对贵金属资源稀缺、价格昂贵的问题,制备了碳纳米管负载过渡非贵金属Ni、Co催化剂,研究了制备条件对其催化氯代硝基苯加氢活性的影响。此外,初步探讨了碳纳米管负载Ag催化剂在氯代硝基苯选择加氢反应中应用的可行性。 研究结果表明,Pt/CNTs及PtM/CNTs双金属催化剂具有很好的邻氯硝基苯选择加氢反应性能。活化温度对Pt/CNTs催化剂粒径大小及氯代硝基苯选择加氢催化性能影响显著。随着活化温度的升高,Pt催化剂平均粒径逐渐增大,催化邻氯硝基苯加氢活性先增加后降低,400℃活化的Pt/CNTs催化剂催化活性最高。对于双金属PtNi/CNTs催化剂,浸渍顺序对其催化性能影响较大:共浸渍法制备的Pt-Ni/CNTs催化剂,其催化活性随着Ni含量的增加逐渐降低;而先浸渍Ni前驱体再还原后浸渍Pt前驱体再还原得到的Pt/Ni/CNTs催化剂催化活性高于单金属Pt/CNTs催化剂,当Ni含量为0.15%时Pt/Ni/CNTs催化剂催化活性最高。采用该方法制备的Pt/Fe/CNTs,Pt/Co/CNTs,Pt/Cu/CNTs催化剂也具有较高的氯代硝基苯加氢催化活性。 Pd/SnO_2/CNTs能够有效的抑制o-CAN的脱氯,在保持较高催化活性的条件下,提高目标产物的选择性。Sn/Pd摩尔比是影响Pd/SnO_2/CNTs催化性能的主要参数。Sn/Pd=11时,Pd/SnO_2/CNTs催化剂具有最好的催化活性,在常压60℃反应60min,o-CNB转化率为96%,与相同载量浸渍法制备的2.4%Pd/CNTs催化活性相当。但当o-CNB完全反应完时,Pd/SnO_2/CNTs催化剂上o-CAN的选择性可以达到95%,而Pd/CNTs催化剂上o-CAN的选择性只有22%。SnO_2的调变作用是Pd/SnO_2/CNTs催化剂选择性高的主要原因。 Ni/CNTs催化剂表现出较高的氯代硝基苯加氢活性。通过比较浸渍法、水溶液中沉积沉淀法以及多元醇溶剂中沉积沉淀法,发现催化剂的制备方法及条件对其催化加氢性能影响较大。多元醇溶剂中沉积沉淀法制备的Ni/CNTs催化剂催化活性最高。溶剂种类及沉淀温度是影响多元醇溶剂中沉积沉淀法制备NiCNTs催化剂的组成、粒径大小以及o-CNB加氢性能的重要参数。乙二醇为溶剂不同沉淀温度下制备的Ni/CNTs催化剂Ni含量相近;120℃和160℃制备的Ni/CNTs催化剂平均粒径最小,分别为5.1nm和5.7nm,80℃制备的Ni/CNTs催化剂平均粒径较大,为10.7 nm;而80℃制备的Ni/CNTs催化剂催化活性最高,在140℃,2 MPa下反应30 min,o-CNB的转化率达到91%,o-CAN的选择性为97%。丙三醇溶剂中沉积沉淀法制备Ni/CNTs催化剂,Ni含量随着沉淀温度升高而增加,但均低于相同温度下乙二醇溶剂中制备的Ni/CNTs催化剂中Ni含量;Ni/CNTs催化剂的催化活性随着沉淀温度升高而增加,160℃制备的Ni/CNTs催化剂催化活性最高,o-CNB的转化率为72%,o-CAN的选择性为97%。 Ni/CNTs催化剂的催化性能优于Ni/AC,其可能的原因是载体与金属之间相互作用不同,并且碳纳米管独特的中孔结构有利于反应的传质。 Ag/CNTs催化剂具有一定的氯代硝基苯加氢催化活性。采用沉积沉淀法可以制备催化活性较好的Ag/CNTs催化剂,制备过程中溶液pH值、AgNO_3浓度以及沉淀温度是影响Ag/CNTs催化性能的关键因素。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 田乃良,常明,杨保和,许德胜,郑启光;碳纳米管在金刚石薄膜化学沉积上的应用[J];光电子.激光;2000年06期
2 王文英;碳纳米管的制造技术及最新研究动态[J];化工新型材料;2000年01期
3 陈小华,王健雄,李学谦,李绍禄,邓福铭,成奋强;电沉积镍-碳钠米管复合镀层的工艺研究[J];表面技术;2002年02期
4 于作龙;碳纳米管的批量制备和应用[J];中国高校科技与产业化;2003年06期
5 ;使用碳纳米管的FED面板齐亮相[J];炭素技术;2004年03期
6 马强,周锋,唐亚平,李辰砂,张世骥,李延辉,唐春和;在碳纳米管上负载硫化镉的研究[J];无机材料学报;2004年05期
7 罗志强,张孝彬,程继鹏,李昱,刘芙,陶新永,印万忠,韩跃新;纳米CaCO_3负载过渡金属CVD法制备多壁碳纳米管的研究[J];高等学校化学学报;2004年10期
8 李秀秀,李晓东,杨荣杰;碳纳米管的功能化研究进展[J];炭素技术;2004年02期
9 ;行业信息[J];炭素技术;2004年06期
10 王哲,黄玉东,白续铎,宋伟,汪成,刘宝珠;噻吩浓度对陶瓷和石英为基底的CVD法制备碳纳米管的影响[J];黑龙江大学自然科学学报;2005年01期
11 熊述元;;最细碳纳米管问世[J];半导体信息;2005年06期
12 ;中科院长春应化所创新出合成碳纳米管新技术[J];材料导报;2009年11期
13 ;碳纳米管增强复合材料研究取得新进展[J];人工晶体学报;2009年S1期
14 吴关寿;碳纳米管一直径1nm的新型碳纤维[J];微细加工技术;1994年03期
15 陈萍,张鸿斌,林国栋,蔡启瑞,翟和生;低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管[J];厦门大学学报(自然科学版);1996年01期
16 杨占红,李新海,王红强,李天宝,陈志国,李晶;碳纳米管的提纯──重铬酸钾氧化法[J];化学世界;1999年12期
17 王健雄,陈小华,彭景翠,张振华;碳纳米管镍基复合镀层材料耐腐蚀性的初步研究[J];腐蚀与防护;2002年01期
18 王敏炜,彭年才,李凤仪;硝酸氧化法对碳纳米管进行纯化及开管研究[J];江西科学;2002年04期
19 ;碳纳米管计算机电路[J];炭素技术;2002年03期
20 王必本,王万录,赵作峰,刘高斌,王永田,CHOI Seungho;催化剂厚度对碳纳米管直径的影响[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡业旻;殷利民;曹威;李瑛;朱明原;白琴;;电晕放电等离子体增强化学气相沉积法合成氮掺杂碳纳米管[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
2 孙瑞敏;赵辉;陈永;刘洋;赵海沨;;碳纳米管与环氧树脂共混工艺研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
3 李世胜;喻万景;侯鹏翔;刘畅;成会明;罗艳红;孟庆波;吕伟;吴思达;杨全红;;碳纳米管垂直阵列/石墨烯纸复合材料在锂离子电池和染料敏化太阳能电池中的应用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
4 李曼;白树林;张杨飞;贾治勇;;不锈钢纤维/碳纳米管填充尼龙基复合材料的力学性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
5 刘夏;杨庆生;;网络碳纳米管复合材料的有效力学性能[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
6 周成飞;翟彤;曹巍;郭建梅;曾心苗;;碳纳米管/聚氨酯酰亚胺复合泡沫材料的制备与性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
7 陈广新;毕丹;;碳纳米管的表面修饰及其改性聚乳酸的研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
8 苏丹华;张玲;金磊;李春忠;;静电吸附制备玻璃布/碳纳米管增强体改性环氧树脂[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
9 张文毓;;碳纳米管及其应用[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
10 吕建伟;王万录;廖克俊;万步勇;张毅;;形变引发碳纳米管膜电阻变化的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘丽娜;碳纳米管—双马来酰亚胺体系的摩擦磨损研究[D];浙江大学;2010年
2 徐立华;电晕等离子体改性碳纳米管及其在环氧树脂中的应用[D];浙江大学;2010年
3 梅蕾;碳纳米管/碳纤维多尺度结构制备及其界面增强效果研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 朱幸福;碳纳米管复合材料及碳纳米管为模板的纳米管的制备与性质研究[D];吉林大学;2011年
5 崔伟;表面修饰碳纳米管/环氧树脂复合材料的界面结构与性能[D];华中科技大学;2011年
6 蒋辽川;半导体金属氧化物修饰碳纳米管的制备及其电催化、光电催化性能的研究[D];华南理工大学;2010年
7 亓钧雷;碳纳米管、碳纳米片、石墨烯及其复合物的制备和场发射性能的研究[D];吉林大学;2010年
8 姚胜红;碳纳米管/聚偏氟乙烯高介电纳米复合材料的显微结构控制与介电性能的关联[D];北京化工大学;2009年
9 韩占涛;表面活性剂悬浮碳纳米管在孔隙介质中的运移研究[D];中国地质科学院;2010年
10 叶丽娜;无机空心微纳米结构的制备及其应用[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐勤;碳纳米管树状分子复合材料的制备及其性能研究[D];上海师范大学;2010年
2 祝丽娟;碳纳米管/二氧化硅/炭黑/溶聚丁苯橡胶硫化胶性能研究[D];南京理工大学;2010年
3 林德盟;高分子水凝胶修饰碳纳米管神经元探针[D];南京理工大学;2010年
4 刘晓伟;碳纳米管及其复合物的制备和场发射性能的研究[D];吉林大学;2010年
5 陈晨;碳纳米管的功能化及其复合材料的电化学性能研究[D];北京化工大学;2010年
6 秦瑞红;气体膨胀液体的热力学性质研究及其在碳纳米管功能化修饰中的应用[D];郑州大学;2010年
7 林小静;碳纳米管的低温等离子体改性及其引发苯乙烯接枝共聚[D];天津大学;2010年
8 王蜜;聚硅氧烷接枝碳纳米管及聚合物复合材料的制备与性能[D];东北林业大学;2010年
9 曾静;自由基加成反应在碳纳米管和石墨烯修饰中的应用[D];兰州大学;2011年
10 郭大鹏;分子开关和十字形碳纳米管的输运性质研究[D];兰州大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘霞;吸入碳纳米管可影响人体免疫力[N];科技日报;2009年
2 记者 何德功;日研制出直径最小碳纳米管[N];新华每日电讯;2003年
3 记者 吴辉;我国碳纳米管产业化突破“瓶颈”[N];中国知识产权报;2001年
4 张巍巍;碳纳米管可激发人体自身免疫反应[N];科技日报;2010年
5 黄绍平;碳纳米管实用的路还远吗?[N];中国电子报;2001年
6 记者 谢昭萍 特约记者 肖萍;我国碳纳米管截短技术获得突破[N];中国化工报;2004年
7 记者 薛冬 通讯员 谭少容;我国率先实现碳纳米管产业化[N];光明日报;2001年
8 本报记者 薛冬 通讯员 谭少容;碳纳米管身价何以远高于黄金[N];光明日报;2001年
9 黄中;碳纳米管及其应用[N];中国知识产权报;2001年
10 冯卫东;数百米超长碳纳米管面世[N];科技日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978