纳米Pt催化剂上芳香硝基化合物选择加氢性能的研究

作     者：滕燕燕 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王慧龙;王新葵

授予年度：2019年

学科分类：081705[工学-工业催化] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：纳米Pt催化剂 芳香硝基化合物选择加氢 芳香偶氮化合物 芳香氧化偶氮化合物 

摘      要：芳香偶氮化合物与芳香氧化偶氮化合物是用途广泛的化工有机原料和反应中间体,它们具有相似的化学结构与性质,从芳香硝基化合物出发,在温和条件下,高效的催化加氢生成芳香偶氮化合物与芳香氧化偶氮化合物是一个具有挑战性的课题。本论文通过对二氧化硅载体的表面修饰不同的含氮官能团,调变活性组分Pt的几何和电子性质,实现芳香硝基化合物高效选择加氢生成芳香偶氮化合物与芳香氧化偶氮化合物,得到具有一定意义的结论如下:1.采用胺醛缩合的方法制备希夫碱修饰的二氧化硅载体,液相还原法制备得到Pt/SiO2-Schiff催化剂,其在对氯硝基苯加氢耦合生成4,4 -二氯偶氮苯反应中具有良好的催化活性和选择性。在50℃,0.5 MPa H2,乙醇作溶剂,KOH作为碱的条件下,Pt0.5/SiO2-Schiff催化剂上4,4 -二氯偶氮苯的最高收率达91.2%,平均TOF高达2601 h-1。XRD、STEM、FT-IR、XPS等表征手段表明:平均粒径2.3 nm的Pt纳米粒子高度分散在SiO2-Schiff载体表面,氮物种与Pt纳米粒子之间的强相互作用,使得催化剂具有很好的稳定性。2.采用溶胶-凝胶的方法制备伯胺修饰的二氧化硅载体,液相还原法制备得到Pt/SiO2-NH2催化剂,其在无碱性添加剂的情况下可以高效合成芳香氧化偶氮化合物。在50℃,1 MPa H2,乙醇作溶剂的条件下,Pt0.5/SiO2-NH2催化剂上反应30 min对氯硝基苯的转化率为94.3%,4,4 -二氯氧化偶氮苯产物的选择性达到90.8%,其TOF值高达2452h-1,高于目前文献报道值。XRD、STEM、FT-IR、XPS等表征手段表明:Pt纳米粒子高度分散在SiO2-NH2载体上,且它们之间存在强相互作用,同时-NH2官能团提供了反应所需的碱性环境。