新型催化剂的制备及其催化性能研究

第４１卷第４期　２０１３年２月　广州化工　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｖｏｌ＿４１　Ｎｏ．４　Ｆｅｂｒｕａｒｙ．２０１３　大颗粒硅胶负载铂催化剂的制备及其催化性能木　任丽洁，王金鹏，夏树伟，于良民　（中国海洋大学化学化工学院，山东　青岛２６６１００）　摘　要：以大颗粒硅胶为载体，制备硅胶负载壳聚糖络合铂催化剂，并进行ＳＥＭ和ＥＤＳ表征。催化ｓｔ与ＴＥＳ的硅氢加成　反应，结果表明，以粒径３　ｍｍ硅胶为载体，反应温度为６０℃，物料比ｎ（Ｓｔ）：ｎ（ＴＥＳ）：ｎ（Ｐｔ）＝１：１．１：４．０×１０～，反应　６．０　ｈ，Ｓｔ转化率达到９９．５％，与Ｓｐｅｉｅｒ催化剂催化结果接近。催化剂经简单过滤分离，重复使用３次无明显失活，且性能稳定，　放置６个月仍具有很高的活性。　关键词：壳聚糖；负载铂催化剂；苯乙烯；硅氢加成　中图分类号：０６４３．３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—９６７７（２０１３）０４—０００３—０３　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｓｉｌｉｃａ——Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　Ｐｌａｔｉｎｕｍ　Ｃａｔａｌｙｓｔ　ｆｏｒ　Ｈｙｄｒ０ｓｉｌｙｌａｔｉ０ｎ　ＲＥＮ　Ｌｉ—　，ＷＡＮＧ　Ｊｉｎ－ｐｅｎｇ，ＸＩＡ　Ｓｈｕ—ｗｅｉ，ＹＵ　Ｌｉａｎｇ—ｍｉｎ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｏｃｅａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６１００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｉｔｏｓａｎ　ｓｕｐｐｏｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｌｉｃａｓ　ｔｏ　ｐｒｅｐａｒｅ　ｓｉｌｉｃａ—ｓｕｐｐｏｓｅｄ　ｃｈｉｔｏｓａｎ—ｐｌａｔｉｎｕｍ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｗａｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ　ｂｙ　ＳＥＭ　ａｎｄ　ＥＤＳ．Ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｓｉｌｙｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｙｒｅｎｅ　ｗｉｔｈ　ｔｒｉｅｔｈｏｘｉｄｅｓｉｌａｎｅ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ａｓ　ａ　ｍｏｄｅｌ　ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｒｒｉｅｒ　ｗａｓ　３　ｍｍ　ａｎｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｗａｓ　６０　ｏＣ　ｗｉｔｈ　ｎ（Ｓｔ）：ｎ（ＴＥＳ）：ｎ（Ｐｔ）＝１：１．１：４．０×１０－４．Ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｙｒｅｎｅ　ｗａｓ　ｒｅａｃｈｅｄ　ｔｏ　９９．５％ｉｎ　６．０　ｈ，　ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｃｌｏｓｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｉｎ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｃａｔａｌｙｚｅｄ　ｂｙ　Ｓｐｅｉｅｒ　ｃａｔａｌｙｓｔ．Ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｗａｓ　ｆｉｌｔｒａｔｅｄ　ａｎｄ　ｒｅｕｓｅｄ　ｆｏｒ　３　ｔｉｍｅｓ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｌｏｓｓ　ｏｆ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｓｈｏｗｅｄ　ａ　ｈｉｇｈ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ａｆｔｅｒ　ｂｅｉｎｇ　ｐｌａｃｅｄ　ｆｏｒ　６　ｍｏｎｔｈｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｈｉｔｏｓａｎ；ｓｕｐｐｏｓｅｄ　ｐｌａｔｉｎｕｍ　ｃａｔａｌｙｓｔ；ｓｔｙｒｅｎｅ；ｈｙｄｒｏｓｉｌｙｌａｔｉｏｎ　贵金属铂是硅氢加成反应中应用最广的一类催化剂，其中　氯铂酸因催化活性高而应用于实际生产中，但该催化剂为均相　催化剂，难以从体系中分离出来，将催化剂固载化可以解决这　一问题，因此负载型催化剂得到越来越广泛地关注和应用。硅　胶对铂化学惰性，且易加工以及热稳定性好”Ｊ，常用作载体。　然而硅胶同铂之间相互作用较弱，铂的负载牢度低，易解吸。　一般通过加入络合剂对硅胶表面进行改性从而得到负载性能良　好的催化剂。硅胶络合聚乙二醇、羧甲基纤维素等高分子制备　负载型铂、钯催化剂用于催化加氢反应取得一定的成果　Ｊ。　壳聚糖分子链中含有氨基和羟基，其对铂金属离子具有很好的　螯合作用。。　，将其包覆在硅胶表面，铂以络合物的形式固载于　表面，可获得性能稳定、分布均匀的催化剂，在不对称氢转移　和Ｈｅｃｋ等反应中表现出良好的催化活性　Ｊ，但用于硅氢加　成反应的研究报道较少见。　本研究以壳聚糖为络合剂，将铂负载于大颗粒硅胶上面，　通过优化反应条件，制得稳定性和活性良好的络合固载型铂催　化剂，用于催化苯乙烯与三乙氧基硅烷的硅氢加成反应，无需　溶剂，反应条件温和，达到了均相催化剂的催化效果，且回收　方便重复利用性好。　１　实验部分　１．１　主要试剂与仪器　试剂：壳聚糖（脱乙酰度＞９０％），上海蓝季科技发展有限　公司；硅胶，青岛硅创精细化工有限公司；氯铂酸（分析纯），　沈阳市金科试剂厂；苯乙烯（ｓｔ，化学纯），国药集团化学试　剂有限公司；三乙氧基硅烷（ＴＥＳ，含量９９．２０％，工业级），　曲阜晨光化工有限公司；甲醇（色谱纯），天津四友精细化学　品有限公司。　仪器：日本岛津高效液相色谱仪，ＳＨＩＭＡＤＺＵ　ＬＣ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　工作站，色谱柱：ＳＨＩＭ—ＰＡＣＫ　ＶＰ—ＯＤＳ，１５０×４．６　ｍｍ；流　动相：甲醇一水（９７：３）；流速：１．０　ｍｌＭｍｉｎ；苯乙烯检测波　长：２４８　ｉｆｌｍ；柱温：３０℃；进样量：１０　ＩｘＬ；Ｅｔ本岛津ＵＶ一　２５５０紫外可见分光光度计；Ｅｔ立ＴＭ１０００扫描电子显微镜及配　套ＥＤＳ设备。　１．２催化剂的制备　１．２．１硅胶负载壳聚糖（ＳｉＯ，一ＣＳ）的制备　将０．８　ｇ壳聚糖和５０　ｍＬ质量分数为１．５％的乙酸溶液加入　基金项目：国家自然科学基金（ＮＯ：２０６７７０５３）。　作者简介：任丽洁（１９８７一），女，硕士研究生，主要从事负载铂催化剂的制备与性能研究。　通讯作者：夏树伟（１９６９一），女，教授，研究方向：分子设计、界面化学。

第１２卷第２期　２０１０年４月　滁州学院学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣＨＵＺＨＯＵ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖ０１．１２　Ｎｏ．２　Ａｐｒ。２０１０　

新型半导体光催化剂一Ｃｕ２０制备和性能研究　

孙开莲，葛秀涛　

（滁州学院化学与生命科学系，安徽滁州２３９０１２）　

摘要：半导体光催化氧化技术由于具有价廉、环境友好等优点，被认为在有机污水处理领域具有很好的应用　前景。近十年来，Ｐ型半导体氧化亚铜以其无毒、价廉、太阳光响应及性能稳定等优点成为一种备受关注的新　

型光催化材料。本文综述了目前湿法制备氧化亚铜方法以及改性技术，同时介绍了氧化亚铜在光催化氧化处　理水中有机污染物和分解水制备氢气两方面的应用研究现状，并对氧化亚铜今后的研究方向提出几点建议。　关键词：半导体；氧化亚铜；光催化；应用　中图分类号：ＴＱｌ３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—１７９４（２０１０　Ｊ０２　００５５　０４　

０引言　太阳能光催化分解水制氢和降解有机污染物能够同　

时解决２１世纪全球面临的能源危机和环境问题，因而受　

到国内外高度重视，其中研制高效、可见光响应光催化剂　是关键。氧化亚铜是一种重要的无机化工材料，工业生产　

４３　氧化亚铜用做船舶防污涂料，农业生产中被称为无公　

害杀菌剂，还可以作为电点火半导体材料、有机合成催化　剂等。自１９９８年ＩｋｅｄａＥ１　等人首次报道Ｐ型半导体Ｃｕ２Ｏ　

能够在太阳光下催化分解水制备氢气后，其在光学、电学、　

磁学等方面的特性的潜在应用开始受到人们的关注，许多　

专家认为Ｃｕｚ　Ｏ有望成为继二氧化钛之后太阳能使用潜在　新材料，是一种极具开发前景的绿色环保光催化剂。　

近十年来，国内外对于氧化亚铜的制备和光催化性能　应用方面的研究报道很多，本文将主要综述几种液相制备　

氧化亚铜方法以及几种改性技术，同时介绍其光催化性能　

在降解污水中有机污染物和利用太阳能光分解水制备氢　气两方面的应用研究现状。　

１氧化亚铜粉末湿法制备　

催化剂的结构和性能研究

催化剂是一种用于促进化学反应的物质，它能够提高反应速率，降低反应能量和温度，同时还能够增加反应产物的选择性和纯度，广泛应用于化工、制药、环保等领域。在催化剂的研究中，结构和性能是两个关键的研究方向，本文将对催化剂结构和性能的研究进行探讨。

一、催化剂的结构研究

催化剂的结构是影响其性能的重要因素，因此催化剂的结构研究一直是催化化学研究的重要内容。

1.1 催化剂的物理结构

催化剂的物理结构是催化活性的关键因素。常见的物理结构包括：形貌、晶体结构、孔洞结构和表面形貌。这些结构表征催化剂的比表面积、孔径和催化剂晶体中的位相信息。例如，孔径可以影响反应物的扩散速率，形貌和晶体结构可以调节催化剂表面结构和活性位点。

1.2 催化剂的化学结构

催化剂的化学结构通常指催化剂的活性部位和热稳定性。活性部位可以是催化剂表面上的金属位或羟基等官能团，亦可以催化剂内部的金属与支撑物的相互作用所组成。热稳定性是评价催化剂稳定性的重要指标，稳定性越高，催化剂使用期越长。

二、催化剂的性能研究

催化剂的性能直接影响催化反应的效率和产物纯度，因此，催化剂性能研究是催化化学的重要研究领域之一。

2.1 催化剂的选择性 催化剂的选择性是指催化反应中产物的选择性，选择性越高，产物为合成目标化合物的含量越高。催化剂选择性的因素很多，如金属的种类、活性位的分布和结构等。

2.2 催化剂的活性

催化剂的活性是指催化剂在反应条件下催化反应的效率。活性取决于催化剂的物理和化学结构、反应物分子大小、形状和结构，以及反应条件等因素。催化剂的活性对催化剂的设计和制备有重要影响。

2.3 催化剂的稳定性

催化剂的稳定性是指催化剂在反应条件下的热稳定性和中毒稳定性。热稳定性是指催化剂在高温下不发生迟滞或爆炸；中毒稳定性是指催化剂在反应中不因反应物、反应产物或污染物而失活。

三、催化剂的研究方法

催化剂的研究方法主要包括表面科学、化学分析、物理学方法和计算化学等。

新型钛系聚酯催化剂的制备和应用研究

近年来，随着工业化和高新技术的快速发展，新型材料的研发和应用越来越受到人们的关注。在这一趋势下，新型钛系聚酯催化剂作为一种重要的化工原料，其制备和应用研究也备受关注。本文将围绕新型钛系聚酯催化剂的制备和应用展开深入探讨，从简到繁、由浅入深地介绍这一主题。

1. 新型钛系聚酯催化剂的基本概念

让我们来了解一下新型钛系聚酯催化剂的基本概念。钛系聚酯催化剂是一种重要的高分子化学催化剂，具有优异的催化性能和广泛的应用前景。它主要用于聚酯树脂的合成和改性，能够显著提高聚酯产品的性能和品质。新型钛系聚酯催化剂则是在传统催化剂的基础上进行了改进和创新，具有更高的活性和选择性，能够更好地满足不同工业领域的需求。

2. 新型钛系聚酯催化剂的制备方法

针对新型钛系聚酯催化剂的制备，目前主要有几种常见的方法，包括溶液法、沉淀法、水热法等。其中，溶液法是一种常用的制备方法，通过将钛源和催化剂载体在溶液中混合反应，得到所需的新型钛系聚酯催化剂。沉淀法和水热法也在实际生产中得到了广泛的应用，这些方法不仅可以控制催化剂的晶体结构和形貌，还可以调控其比表面积和孔径分布，从而提高催化剂的活性和稳定性。

3. 新型钛系聚酯催化剂的应用研究

除了制备方法外，新型钛系聚酯催化剂的应用研究也是一个备受关注的热点。在聚酯树脂的合成和改性过程中，新型钛系聚酯催化剂可以发挥重要的作用，例如提高聚酯的分子量、粘度和热稳定性，改善其加工性能和耐候性能。新型钛系聚酯催化剂还可以用于环境友好型塑料、涂料、胶黏剂等领域，有着广阔的市场前景和应用空间。

在我看来，对于新型钛系聚酯催化剂的制备和应用研究，我们应该更加重视其绿色环保和可持续发展的特点，积极探索新型催化剂的制备技术和应用领域，促进高效、环保和可持续的聚酯生产。这需要政府、企业和科研机构的合作与支持，共同推动新型钛系聚酯催化剂的研究和产业化进程。

总结回顾：通过本文的介绍，我们对新型钛系聚酯催化剂的制备和应用研究有了更深入的了解。从基本概念到制备方法再到应用研究，我们深入探讨了这一主题。我们也对新型钛系聚酯催化剂的未来发展提出了自己的观点和建议。希望通过我们的努力，新型钛系聚酯催化剂能够在各个领域发挥更大的作用，为社会和经济发展做出更多贡献。