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Synthesis of Catalytic Systems Based on Nanocomposites Containing Palladium and Hydroxycarbonate

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２０１２年ｌ０月　第　３卷增刊１　贵金属　

Ｐｒｅｃｉｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ　０ｃｔ．２０１２　

Ｖ＿０１．３３．Ｎｏ．ｓ１　

Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｃ　ａｔａｌｙｔｉｃ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　Ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒ０ｘｙｃａｒｂ０ｎａｔｅｓ　ｏｆ　Ｒａｒｅ—Ｅａｒｔｈ　Ｅｌｅｍｅｎｔｓ　

ＧＡＬＡＮＴＳＥＶＡ　Ｍ．Ｖ　，．，ＢＵＳＬＡＥＶＡ　Ｍ．　，ＰＡＫＫＡＮＥＮ　Ｔ　，ＦＯＭＩＣＨＥＶ　Ｖ　Ｖ　，ＭＩＳＣＨＩＨＩＮＡ　Ｅ．Ａ．　（１．Ｍｏｓｃｏｗ　Ｓｔａｔｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＦｉｎｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｎａｍｅｄ　ａｆｔｅｒ　Ｍ．Ｖ　Ｌｏｍｏｎｏｓｏｖ（ＭＩＴＨＴ　ｎａｍｅｄ　ａｆｔｅｒ　Ｍ．Ｖ　Ｌｏｍｏｎｏｓｏｖ），　Ｍｏｓｃｏｗ，Ｒｕｓｓｉａ；２．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅａｓｔｅｒｎ　Ｆｉｎｌａｎｄ（ＵＥＦ），Ｊｏｅｎｓｕｕ，Ｆｉｎｌａｎｄ．）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｗｏｒｋ　ｉｓ　ｔｏ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅ　ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ａｎｄ　ｕｓｉｎｇ　ｈｙｄｒｏｘｙｃａｒｂｏｎａｔｅｓ　ｏｆ　ｙｔｔｒｉｕｍ　ａｎｄ　ｃｅｒｉｕｍ　ａｓ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ，ａｎｄ　ｔｏ　ｔｅｓｔ　ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｓｕｚｕｋｉ　ＣＲＯＳＳ—ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｐｄ／Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３　ａｎｄ　Ｐｄ／Ｃｅ（ＯＨ）ＣＯ３　ｗｅｒｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｗｏ　ｍｅｔｈｏｄｓ：ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｏｎｅ—ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎａｎｏｓｃａｌｅ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　ａｎｄ　ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｏｎ　ｉｔｓ　ｓｕｒｆａｃｅ（ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　１），ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｏｎｅ—ｔｈｅ　ｐｒｉｏｒ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅｉｒ　ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎａｎｏ—ｓｉｚｅｄ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　ｓｕｒｆａｃｅ（ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　２１．Ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅ　ｉｓ　ｃｈｏｓｅｎ　ａｓ　ａ　ｍｏｄｅｌ　ｏｎｅ．Ｔｈｅ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅｉｒ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．　Ｉｔ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｔｈａｔ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　２　ｅｘｈｉｂｉｔ　ｈｉｇｈｅｒ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　１．Ｔｈｅ　ＴＯＦ　ｖａｌｕｅｓ　ｆｕｒ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　１　ａｒｅ　６６６３－１４６１７　ｈ一　ｗｈｅｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　Ｃｅ（ＯＨ）ＣＯ３　ａｎｄ　１　３７７４－２７０８４　ｌｒ　ｗｈｅｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　２　ｒｅｖｅａｌ　ＴＯＦ＝　８７２８７　ｌｒ‘ｆｕｒ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　Ｃｅ（ＯＨ）ＣＯ３　ａｎｄ　ＴＯＦ＝９７７４６　ｆｕｒ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３　ｕｎｄｅｒ　ｏｔｈｅｒ　ｅｑｕａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　２”ｗｏｒｋ”ａｔ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇｉｖｉｎｇ　ａ　ｈｉｇｈ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｒｅｄ　ｐｒｏｄｕｃｔ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｎｏｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３　ａｎｄ　Ｃｅ（ＯＨ）ＣＯ３　ａｌｓｏ　ｅｘｈｉｂｉｔ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｎａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｏｆｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅｍ　ａｓ　ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｉｓ　５５％（ＴＯＦ＝１　１　ａｎｄ　８　ｈ～，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｙｔｔｒｉｕｍ　ａｎｄ　ｃｅｒｉｕｍ　ｈｙｄｒｏｘｙｃａｒｂｏｎａｔｅｓ　ａｓ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ　ａｌｌｏｗｓ　ｔｏ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｔｏ　Ｏ．０１％－１％ａｎｄ，ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｗｈｉｌｅ　ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ　ｉｔｓ　ｈｉｇｈ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ｓｕｐｐｏｒｔ；Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３；Ｃｅ（ＯＨ）ＣＯ３；ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；Ｓｕｚｕｋｉ　ｒｅａｃｔｉｏｎ；　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ＣＬＣ　ｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ０３２　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　Ｃｏｄｅ：Ａ　Ａｒｔｉｃｌｅ　ＩＤ：１００４．０６７６（２０１２）Ｓ１－００７６—０３　

Ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｌｉｍｉｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ—ｃａｒｂｏｎ　ｂｏｎｄ，ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｆｕｅｌ　ｃｅｌｌｓ，ｅｔｃ．ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｉｓ　ｔｈｅｉｒ　ｃｏｓｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｔａｓｋ　ｆｕｒ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ　ｉｓ　ｔｏ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｗｈｉｌｅ　ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ　ｏｒ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｉｔｓ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　

Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｄａｔｅ：２０１２．０８．０１　Ｐｌｅｎａｒｙ　ｒｅｐｏｒｔ　Ｎ０．Ｓｌ　ＧＡＬＡＮＴＳＥＶＡ　Ｍ．Ｖ．ｅｔ　ａｌｌ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｃａｍｌｙｔｉｃ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　Ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｘｙｅａｒｂｏｎａｔｅｓ　ｏｆＲａｒｅ。Ｅａｒｔｈ　Ｅｌｅｍｅｎｔｓ　７７　

ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ．　ＩｒＩ　ｔｌｌｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｗｏｒｋ　ｗｅ　ｈａｖｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｙｔｔｒｉｕｍ　ａｎｄ　ｃｅｒｉｕｍ　ｈｙｄｒｏｘｙｃａｒｂｏｎａｔｅ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ．Ｔｈｅ　Ｓｕｚｕｋｉ　ｃｒｏｓｓ—ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｃｈｏｓｅｎ　ａｓ　ａ　ｍｏｄｅｌ　ｏｎｅ（ｔｈｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｓｈｏｗｎ　ｉｎ　Ｆｉｇ．１），ａｓ　ｉｔ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆｂｉａｒｙｌｓ　ａｃｔｉｎｇ　ｌｉｇａｎｄｓ　ａｎｄ　ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ｌｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌｓ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ．　Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　Ｓｕｚｕｋｉ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃａｔａｌｙｚｅｄ　ｂｙ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｓｏｌｖｅｎｔｓ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ　ｗｉｔｈ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ　ｐｈｏｓｐｈｉｎｅｓ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｉｎ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｃａｔａｌｙｓｉｓ　ｍａｋｅｓ　ｔｈｅ　

ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｏｎｅ　ｍｏｒｅ　ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ．　

Ｂ（ＯＨ）２＋　ｃａｔ．　———————■一．．　

Ｃ２Ｈ５ＯＨ，Ｋ３ＰＯ４，７８。Ｃ　

Ｆｉｇ．１　Ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｕｚｕｋｉ　ＣＲＯＳＳ—ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　Ｃａｔａｌｙｓｔ：Ｐｄ／Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３；Ｐｄ／Ｃｅ（ＯＨ）Ｃ０３　

Ｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅ，Ｃ６Ｉ－Ｉ５Ｉ，ａｎｄ　ｐｈｅｎｙｌｂｏｒｏｎｉｃ　ａｃｉｄ，ＰｈＢ（ＯＨ）２，ｗｅｒｅ　ｃｈｏｓｅｎ　ａｓ　ｓｔａｒｔｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｉｓ　ｂｉｐｈｅｎｙｌ，Ｃ１２Ｈ１０．　Ｗｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｐｄ／Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３（０．０１　ｗｔ％－１　ｗｔ％Ｐｄ），Ｐｄ／Ｃｅ（ＯＨ）ＣＯ３（０．０１　ｗｔ％－１　ｗｔ％Ｖｄ）．Ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｐｈａｓｅ　ａｔ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　（８ｏ士２＂ｃ，２４　４－２℃）ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ（５　ｍｉｎ￣２　ｈ）．Ｔｈｅ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｐｄ／Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３　ａｎｄ　Ｐｄ／Ｃｅ（ＯＨ）ＣＯ３　ｗｅｒｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｔｗｏ　ｍｅｔｈｏｄｓ：ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ－ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｓｃａｌｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ａｎｄ　ｉｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｏｎｔｏ　ｉｔ（ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　１），ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ－ｐｒｉｏｒ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｉｒｒｏｌｉｄｏｎｅ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　ｐａｌｌａｄｉｕｍ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅｉｒ　ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎａｎｏ—ｓｉｚｅｄ　ｓｕｐｐｏｒｔ（ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　２）．Ｔｈｅ　ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｅｒｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），　ｅｎｅｒｇｙ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＥＤＳ），ｔｈｅｉｒ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｒｅａｓ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ，ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅ　ｗａｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｇａｓ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ｂｙ　Ｈ　ａｎｄ¨Ｃ｛　Ｈ｝　ＮＭＲ　ｓｐｅｃｔｒａ．　Ｔｈｅ　ＳＥＭ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３　ｈａｓ　ａｎ　ａｌｍｏｓｔ　ｓｐｈｅｒｉｃａｌ　ｓｈａｐｅ　ｗｉｔｈ　ｐｏｒｅｓ　ｏｆ　ｍｅａｎ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　３￣１０　ａｍ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｃｅ（ＯＨ）Ｃ０３　ｈａｓ　ａｎ　ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ　ｓｈａｐｅ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｐｏｒｅｓ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｒｅａｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　１　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｃｅ（ＯＨ）ＣＯ３　ａｒｅ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｒｅａｓ　ｏｆｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｙ（ＯＨ）ＣＯ３　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｂｓｅｎｃｅ　ｏｆｔｈｅ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ　ｉｎ　ｃｅｒｉｕｍ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ａｎｄ　ｅｑｕａｌ　ｔｏ　１１．８（１％Ｐｄ卜１４．５（０．１％Ｐｄ）ｍＺ／ｇ　ａｎｄ　５１．３（０．１％Ｐｄ）￣７１．７（０．５％Ｐｄ）Ｉ　儋ｆｏｒ　ｃｅｒｉｕｍ　ａｎｄ　ｙｔｔｒｉｕｍ，　

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《ZIF-8@AgNWs复合材料的制备及其催化性能的研究》范文

《ZIF-8@AgNWs复合材料的制备及其催化性能的研究》范文

《ZIF-8@AgNWs复合材料的制备及其催化性能的研究》篇一一、引言近年来，随着纳米科技的飞速发展，纳米复合材料因其独特的物理和化学性质在众多领域展现出巨大的应用潜力。

其中，金属有机骨架（MOFs）与银纳米线（AgNWs）的复合材料因其在催化、传感、能源存储等方面的出色表现而备受关注。

ZIF-8作为一种典型的MOF材料，具有优异的结构稳定性和良好的催化活性，而AgNWs因其良好的导电性和优异的催化性能，在众多催化反应中展现出了独特优势。

本文旨在研究ZIF-8@AgNWs复合材料的制备方法及其在催化领域的应用性能。

二、ZIF-8@AgNWs复合材料的制备本实验采用一种简单的原位生长法制备ZIF-8@AgNWs复合材料。

首先，制备银纳米线（AgNWs），然后将其与ZIF-8的前驱体溶液混合，通过控制反应条件，使ZIF-8在AgNWs表面原位生长，形成ZIF-8@AgNWs复合材料。

三、材料表征对制备的ZIF-8@AgNWs复合材料进行一系列表征，包括X 射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等。

XRD分析表明，复合材料中ZIF-8和AgNWs的晶体结构清晰可见；SEM和TEM分析则显示出ZIF-8成功包覆在AgNWs表面，形成了均匀的复合材料。

四、催化性能研究1. 催化还原反应：以硝酸银还原反应为例，探究ZIF-8@AgNWs复合材料的催化性能。

实验结果显示，与单纯的AgNWs或ZIF-8相比，ZIF-8@AgNWs复合材料具有更高的催化活性。

这可能是由于ZIF-8和AgNWs之间的协同作用，提高了催化剂的电子传输能力和反应活性。

2. 催化氧化反应：进一步探究了ZIF-8@AgNWs复合材料在催化氧化反应中的应用。

实验发现，该复合材料对某些有机物的氧化具有显著的催化效果，表现出良好的氧化活性。

3. 稳定性测试：通过多次循环实验和长时间运行测试，评估了ZIF-8@AgNWs复合材料的稳定性。

Pd_ZnO催化剂的还原及其催化甲醇水蒸气重整制氢

Pd_ZnO催化剂的还原及其催化甲醇水蒸气重整制氢

文章编号：0253-9837（2007）03-0234-05研究论文：234!238收稿日期：2006-09-16.第一作者：王艳华，女，1973年生，博士.联系人：王艳华.t e l ：（0451）82645467；F ax ：（0451）82623650；E -m ail ：Wht-221".本文的英文电子版由E lsevier 出版社在S cienceD irect 上出版（htt p ：／／WWW.scienced irect .com ／science ／j ournal ／18722067）.Pd ／Zn O 催化剂的还原及其催化甲醇水蒸气重整制氢王艳华1，张敬畅2，徐恒泳3，白雪峰1（1黑龙江省石油化学研究院，黑龙江哈尔滨150040；2北京化工大学现代催化研究所，北京100029；3中国科学院大连化学物理研究所，辽宁大连116023）摘要：考察了共沉淀法制备的15.9%Pd ／ZnO 催化剂的还原对甲醇水蒸气重整制氢反应的影响.结果显示，当催化剂的还原温度为523!573K 时，523K 下反应的甲醇转化率达到了41.6%，CO 2选择性为94.6%，出口CO 浓度为1.26%.X 射线衍射结果显示，当催化剂的还原温度为523K 时PdZn 合金开始形成.还原温度为523!573K 范围内催化剂活性的提高归因于5!14n m PdZn 合金粒子的存在.用程序升温还原及X 射线衍射表征手段探究了还原过程中Pd 与ZnO 之间的相互作用.结果表明，Pd ／ZnO 可能经历了PdO ／ZnO !Pd ／ZnO !PdZnO 1-O ／ZnO !PdZn 合金／ZnO 的还原过程，而部分PdZn 合金在反应过程中可重新被氧化成PdZnO 1-O .对反应的活性物种进行了初步探讨.关键词：钯；氧化锌；负载型催化剂；甲醇水蒸气重整；钯锌合金；活性物种；还原中图分类号：O 643文献标识码：AReducti on of Pd ／Zn O c at al y st and its c at al y tic a cti vit y f orS tea m Ref or m i n g of m et hanolW ANG yanhua 1"，ZHANG ji n g chan g 2，XU H en gy On g 3，Bai Xuef en g 1（1H eilon gj ian g I nstit ute o f P etroche m istr y ，H arbin 150040，H eilon gj ian g ，C hina ；2I nstit ute o f M odern C atal y sis ，B ei j in g U nio ersit y o f C he m ical t echnolo gy ，B ei j in g 100029，C hina ；3d alian I nstit ute o f C he m ical Ph y sics ，the C hinese A cade m y o f S ciences ，d alian 116023，L iaonin g ，C hina ）a bstract ：the eff ect o f reduction te m p erat ure o f t he co p reci p itated 15.9%Pd ／ZnO catal y st on t he catal y tic ac-ti vit y f or stea m ref or m i n g o f m et hano l W as i nvesti g ated.the results shoW ed t hat m et hano l conversion at 523Kreached a m ax i m u m o f 41.6%W it h a CO 2selecti vit y o f 94.6%and an outlet CO concentration o f 1.26%over t he catal y st reduced at 523-573K.X -ra y diffraction anal y sis revealed t hat a PdZn allo y be g an to f or m at a re-duction te m p erat ure o f 523K.the i m p rove m ent i n acti vit y at reduction te m p erat ure ran g i n g from523to 573K W as attri buted to t he f or m ation o f t he PdZn allo y W it h cr y stal size o f 5-14n m.the i nteraction bet W een Pd and ZnO u p on reduction W as also ex p lored b y m eans o f te m p erat ure-p ro g ra mm ed reduction and X -ra y diffraction.the results de m onstrated t hat t he reduction over Pd ／ZnO m i g ht under g o a p rocess PdO ／ZnO !Pd ／ZnO !PdZnO 1-O ／ZnO !PdZn allo y ／ZnO.the PdZn allo y W as f ound to be p artiall y ox i dized to PdZnO 1-O a g ai n duri n g t he reaction.the PdZn allo y and PdZnO 1-O s p ecies m i g ht be t he real acti ve s p ecies.K e y words ：p all di u m ；zi nc ox i de ；su pp orted catal y st ；stea mref or m i n g o f m et hano l ；PdZn allo y ；acti ve s p ecies ；reduction目前，用作交通工具及发电厂电源的燃料电池引起了人们的浓厚兴趣.这类燃料电池以氢气作为燃料，有利于环境保护和社会的可持续发展.因此，可产生氢气的各种化学反应过程成为研究热点.其中，C u 基催化剂上的甲醇水蒸气重整制氢已经被许多文献报道［1!5］，但由于C u 基催化剂对温度（#第28卷第3期催化学报2007年3月V o l .28N o.3C hinese Journal o f C at al y sisM arch 2007543K）较为敏感，这限制了它在热集成体系及膜反应器中的应用，因为在这两种体系中催化剂的表面温度一般均超过573K［6］.人们在寻找可在高温下使用的催化剂的过程中发现，Pd／ZnO可能成为C u 基催化剂的替代物.i w asa等［7］首次报道了Pd／ZnO 对甲醇水蒸气重整反应具有高的活性和选择性，并将此归因于催化剂上存在PdZn合金.Chi n等［8］得到了同样的结论.A g rell等［9］研究了Pd／ZnO上的甲醇部分氧化反应，通过X射线衍射（XRD）在使用过的催化剂上也检测到了PdZn合金.u sa m i等［10］在Pd／ZnO催化剂上进行了甲醇分解反应，但发现PdZn合金上甲醇分解的转化率很低.尽管Pd／ZnO催化剂的研究不是一个新的课题，但是仍有许多问题需要进一步澄清.本文的目的是考察共沉淀法制备的Pd／ZnO催化剂的还原温度对其催化性能的影响，探讨催化剂的还原过程，讨论实际反应条件下催化剂的活性物种.1实验部分1.1催化剂的制备采用共沉淀法制备15.9%Pd／ZnO样品.在强烈搅拌下于328K下用N a2CO3溶液滴定PdC l2和Zn（NO3）3·6H2O的混合溶液，p H值保持在9!10.得到的沉淀在328K下老化2h，然后离心，用去离子水洗净，于干燥箱中383K下干燥12h，然后于马弗炉中633K下焙烧2h.将焙烧后的催化剂压片，粉碎，筛分40!60目的催化剂样品备用.1.2催化剂的表征XRD测试在日本R i g aku D／m ax-r B型X射线衍射仪上进行，采用C u!!射线，N i滤波.PdZn合金的晶粒大小由谢乐公式"=0.89"／#cos$计算，其中"为X射线的波长（"=0.15418n m），#为衍射峰的半高宽，$为半衍射角.程序升温还原（H2-TPR）实验在自组装装置上进行，催化剂装量为0.020g.进行H2-TPR之前先将催化剂在指定温度下用高纯氢还原1h，然后切换到体积流量为17m l／m i n的A r气，同时将体系温度升至623K处理1h，然后降至室温，切换为5% H2-95%A r混合气进行程序升温还原，升温速率为10K／m i n.1.3催化剂活性测试催化剂的催化性能评价在固定床流动反应体系中进行，不锈钢反应器内径为12mm.催化剂装量为0.200g，用4g石英砂稀释.用流量为37m l／m i n的高纯氢在一定温度下还原催化剂后，将甲醇水溶液（甲醇／水摩尔比为1）用泵打入蒸发器，蒸发器温度保持在553K.蒸发后的原料气与流量为100m l／m i n的N2气一起进入反应器，引发甲醇水蒸气重整反应.反应条件为：常压，523K，重时空速17.2h-1，甲醇／水摩尔比为1.气体产物由日本岛津GC-2010型气相色谱仪在线分析，用Pora p ak （A lltech公司）和13X（W aters公司）串联色谱柱在程序升温条件下（升温速率50K／m i n）分析甲醇、H2O、CO和CO2的含量，柱长各为2m，热导检测图1未还原的及在不同温度下还原的Pd／ZHO催化剂的H2-TPR谱F i g1H2-TPR p ro files o f Pd／ZnO unreduced or reducedat d iff erent te m p eratures（1）u nreduced Pd／ZnO，（2）Pd／ZnOreduced at roomte m p erature，（3）Pd／ZnOreduced at373K，（4）Pd／ZnO reduced at523K，（5）Pd／ZnOreduced at573K，（6）B are ZnO器检测，载气为H e.2结果与讨论2.1催化剂表征图1示出了未还原的及在不同温度下还原的Pd／ZnO催化剂的TPR谱.为了便于比较，图中也包含了载体ZnO的TPR谱.可以看出，在所考察的温度范围内ZnO没有显示任何还原峰，而Pd／ZnO催化剂显示出一个倒峰和一个正峰.倒峰是Pd H#的分解峰［11，12］，随着催化剂还原温度的提高，该峰逐渐消失.在大约660K出现的正峰是部分ZnO基质的还原峰.ZnO能被还原是由于Pd的存在.从532第3期王艳华等：Pd／ZnO催化剂的还原及其催化甲醇水蒸气重整制氢图中也可看到，随着催化剂还原温度的升高，倒峰和正峰均逐渐消失.倒峰的逐渐消失意味着Pd 与还原的znO 发生了相互作用，生成了类似于PdznO 1-!的物质及Pdzn 合金.由于PdznO 1-!和Pdzn 合金不能形成氢化物Pd !，因此倒峰逐渐消失［8］.当催化剂的还原温度高于573K 时，TPR 峰均消失，表明还原过程结束.有趣的是，znO 的TPR 峰温（大约660K ）基本保持不变，与催化剂的还原温度无关.由于还原过程与zn 的存在形式有关［13，14］，因此znO 的TPR 峰位置不变且强度逐渐减弱表明，相同的znO 物种随催化剂还原温度的升高逐渐被还原直到形成Pdzn 合金.图2未还原的及在不同温度下还原的Pd ／ZHO 催化剂的XRD 谱F i 2XRD p atterns of Pd ／znO unreduced or reducedat d iff erent te m p eratures（1）U nreduced ，（2）Roomte m p erature ，（3）373K ，（4）523K ，（5）573K ，（6）673K ，（7）773K ，（8）U sed catal y st after reduction at 573K图2示出了未还原的及在不同温度下还原的Pd ／znO 的XRD 谱.对于未还原的Pd ／znO ，在2!=41.9 处没有出现PdO 的衍射峰.在2!!47 和2!"38 时出现的峰是znO 的衍射峰.PdO 可能是存在的，但由于它高度分散，因而不能被XRD 检测到.文献［7］报道，浸渍法制备的Pd ／znO 上可由XRD 检测到PdO 晶相的存在，同时Pdzn 合金也只能在较高温度（623K ）下生成.而本文以共沉淀法制备的Pd ／znO 上PdO 是以无定形状态存在的，这增加了PdO 与znO 之间的强相互作用，因此Pdzn 合金可以在较低的温度（523K ）下生成.对于室温下还原的Pd ／znO 催化剂，除了znO 的衍射峰外，在2!=40 !42 有一弱的宽衍射峰.结合图1结果，我们认为这一宽的衍射峰可归属于金属钯（2!=40.4 ）和类PdznO 1-!物质.根据以上分析，373K 下还原的催化剂上只有类PdznO 1-!物质存在，因为在此温度下，图1中的倒峰消失，正峰峰面积进一步减小.当催化剂的还原温度升高到523K 时，在2!=41.2 和44.1 处分别出现了Pdzn 合金（111）和（200）面衍射峰［15］，峰强度随催化剂还原温度的进一步升高而增大.根据谢乐公式计算可知，Pdzn合金（111）的晶粒随催化剂还原温度的升高而逐渐长大（图3）.这表明高温氢处理可导致Pdzn 合金团聚，这将影响催化剂的活性.573K 下还原的催化剂在反应之后，其上仍然有Pdzn 合金，但Pdzn 合金的粒径减小，由反应前的14n m 降至11n m （图3）.图3还原温度对Pd ／ZHO 催化剂中PdZH 合金晶粒大小的影响F i 3D e p endence o f cr y stal s ize o f Pdzn allo y i n Pd ／znO on reduction te m p erature由上述XRD 及TPR 表征可以推测，Pd ／znO催化剂在还原过程中的相结构变化经历了如下的过程：PdO ／znO #Pd ／znO #PdznO 1-!／znO #Pdzn 合金／znO.2.2催化性能评价不同温度下还原的15.9%Pd ／znO 催化剂上的甲醇水蒸气重整反应结果如图4所示.可以看到，与出口CO 摩尔分数的变化趋势相反，CO 2选择性在还原温度从室温到523K 时随还原温度的升高而增大，当还原温度为523K 时，CO 2选择性达到632催化学报第28卷94.6%，出口CO浓度为1.26%.但当催化剂的还原温度进一步升高时CO2选择性变化不大.I w asa 等［7］曾报道，在Pdzn合金上甲醇与水反应生成CO2和H2，而在金属Pd上甲醇分解成CO和H2.当还原温度超过523K，催化剂表面Pdzn合金占主导地位时，CO2选择性增大.甲醇转化率首先随催化剂还原温度的升高而增大，当还原温度在523!573K时甲醇转化率达到41.6%.继续升高还原温度至超过573K时，由于Pdzn合金团聚，甲醇转化率急剧下降.这一变化趋势与文献［7］报道的甲醇转化率随催化剂还原温度升高持续增大的结果不同.523!573K下还原的Pd／znO催化剂具有较高的催化性能可归功于5! 14n m的Pdzn合金粒子的存在.实验发现，在znO 载体上甲醇水蒸气重整反应不能发生.可见，催化剂的还原对反应的影响是显著的.CO2选择性和出口CO摩尔分数与Pdzn合金有关，而Pdzn合金粒子的大小则影响着甲醇转化率.图4催化剂的还原温度对Pd／ZHO上甲醇水蒸气重整反应的影响F i g4Influence of catal y st reduction te m p erature on t he stea mref or m i n g of m et hano l over Pd／znO（1）M et hano l convers ion，（2）CO2se lectivit y，（3）O utlet CO m o lar fraction2.3关于活性物种的讨论图5示出了反应后的还原Pd／znO催化剂的TPR谱.可以看到，室温下还原的Pd／znO催化剂反应后与反应前（图1（2））相比其znO还原峰面积明显减小.这清楚地表明，甲醇水蒸气重整反应中的产物氢可以将znO进一步还原，但由于产物中含有水这种氧化剂，所以还原程度有限.523K下还原的催化剂上没有明显的znO还原峰（图1（4）），表明与Pd相连的znO被完全还原，形成了Pdzn合金（图2（4））.但有趣的是，523K下还原的催化剂在经过反应后又出现了明显的znO还原峰（图5（2）），表明在反应条件下Pdzn合金被部分氧化.这进一步说明反应过程中存在着氧化作用.因此在反应过程中，催化剂表面上可能存在着氧化与还原的平衡.图5不同温度下还原的Pd／ZHO在523K下反应后的H2-TPR谱F i g5H2-TPR p ro files of Pd／znOreduced at various te m p eraturesafter reaction at523K（1）R educed at roomte m p erature，（2）R educed at523K图6573K下还原的l5.9%Pd／ZHO催化剂在甲醇水蒸气重整反应中的稳定性F i g6T i m e course o f stea mref or m i n g o f m et hano l over15.9%Pd／znOreduced at573K（R eaction at573K and W H SV=57.2h-1.）由图2可知，573K下还原的Pd／znO催化剂上有Pdzn合金相，反应后该催化剂上的Pdzn合金粒径减小到11n m，这说明反应后Pdzn合金被破坏.另外，由图2（8）可知，XRD谱上除Pdzn合金及znO相外没有出现其它晶相的衍射峰，尤其没有金属Pd，因此可知Pdzn合金并未完全氧化为金属732第3期王艳华等：Pd／znO催化剂的还原及其催化甲醇水蒸气重整制氢Pd和ZnO.可以推断，在反应过程中PdZn合金被部分氧化为PdZnO1-O.尽管PdZn合金被部分氧化为PdZnO1-O，但是反应8h内催化剂的活性并没有下降（图6）.因此，我们认为是PdZn合金与PdZnO1-O共同催化甲醇水蒸气重整反应.进一步的实验将确证Pd／ZnO的活性位.3结论与浸渍法相比，共沉淀法促进了Pd／ZnO催化剂中Pd与ZnO的相互作用，因此降低了PdZn合金的形成温度.Pd／ZnO上的ZnO可在300K接受来自金属Pd上的溢流氢而被部分还原，随着还原温度的升高，Pd／ZnO继续被还原直到形成PdZn合金，即发生了PdO／ZnO!Pd／ZnO!PdZnO1-O／ZnO !PdZn合金／ZnO的还原过程.PdZn合金的粒径为5!14n m时甲醇转化率及CO2选择性最佳. PdZn合金与PdZnO1-O可能是甲醇水蒸气重整反应的活性物种.致谢李文钊老师及于春英老师针对文章内容与本文作者进行了详细的讨论，在此谨致以深厚的谢意.参考文献1L i u Y Y，~a y aka w a T，S uzuki K，~a m aka w a S，T sunoda T，Ish ii T，K u m a g ai M.A11l c atal A，2002，223（1-2）：1372G nter M M，R ess ler T，Jento ft R E，B e m s B.J c atal，2001，203（1）：1333Zhan g X R，S h i P F.J m ol c atal A，2003，194（1-2）：99 4T sai A P，Y osh i m ura M.A11l c atal A，2001，214（2）：2375S hen J P，S on g Ch S h.c atal t oda y，2002，77（1-2）：89 6G aluszka J，P ande y R N，A h m ed S.c atal t oda y，1998，46（2-3）：837I w asa N，M asuda S，O g a w a N，T akeza w a N.A11l c atal A，1995，125（1）：1458Ch i n Y~，W an g Y，D a g le R A，L i X S.Fuel process t echnol，2003，83（1-3）：1939A g re ll J，G er m an i G，Jaras S G，B outonnet M.A11lc atal A，2003，242（2）：23310U sa m i Y，K a g a w a K，K a w azoe M，M atsu m ura Y，S aku-rai~，~aruta M.A11l c atal A，1998，171（1）：12311L ieske~，V oe lter J.J ph y s c he m，1985，89（10）：1841 12Chan g T-C，Chen J-J，Y eh C-T.J c atal，1985，96（1）：5113V e lu S，S uzuki K，O kazaki M，K a p oor M P，O saki T，O hash i F.J c atal，2000，194（2）：37314F ierro G，L o Jacono M，I nvers i M，Porta P，C ioci F，L avecch ia R.A11l c atal A，1996，137（2）：32715L i u S，T akahash i K，U e m atsu K，A y abe M.A11l c atal A，2005，283（1-2）：125（Ed LYX）832催化学报第28卷Pd/ZnO催化剂的还原及其催化甲醇水蒸气重整制氢作者：王艳华， 张敬畅， 徐恒泳， 白雪峰， WANG Yanhua， ZHANG Jingchang， XU Hengyong ， Bai Xuefeng作者单位：王艳华,白雪峰,WANG Yanhua,Bai Xuefeng(黑龙江省石油化学研究院,黑龙江哈尔滨,150040)， 张敬畅,ZHANG Jingchang(北京化工大学现代催化研究所,北京,100029)， 徐恒泳,XU Hengyong(中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连,116023)刊名：催化学报英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS年，卷(期)：2007,28(3)被引用次数：6次1.Agrell J;Germani G;Jaras S G;Boutonnet M Production of hydrogen by partial oxidation of methanol over ZnO-supported palladium catalysts prepared by microemulsion technique[外文期刊] 2003(02)2.Chin Y H;Wang Y;Dagle R A;Li X S查看详情 2003(1-3)3.Iwasa N;Masuda S;Ogawa N;Takezawa N STEAM REFORMING OF METHANOL OVER PD/ZNO - EFFECT OF THE FORMATION OF PDZN ALLOYS UPON THE REACTION[外文期刊] 1995(01)4.Galuszka J;Pandey R N;Ahmed S查看详情[外文期刊] 1998(2-3)5.Shen J P;Song Ch Sh查看详情 2002(1-2)6.Tsai A P;Yoshimura M查看详情[外文期刊] 2001(02)7.Zhang X R;Shi P F Hydrogen Adsorption storage on Single-Walled Carbon Nanotube Arrays by a Combination of Classical Potential and Density Functional Theory[外文期刊] 2003(1-2)8.Günter M M;Ressler T;Jentoft R E;Bems B查看详情 2001(01)9.Liu S;Takahashi K;Uematsu K;Ayabe M Synthesis,structure and luminescent properties oflanthanide(III) polymeric complexes constructed by citric acid[外文期刊] 2005(1-2)10.Fierro G;Lo Jacono M;Inversi M;Porta P Cioci F Lavecchia R查看详情[外文期刊] 1996(02)11.Velu S;Suzuki K;Okazaki M;Kapoor M P Osaki T Ohashi F Oxidation Steam Reforming of Methanol over CuZnAl(Zr)-Oxide Catalysts for the Selective Production of Hydrogen for Fuel Cells:Catalyst Characterization and Performance Evaluation[外文期刊] 2000(02)12.Chang T-C;Chen J-J;Yeh C-T查看详情[外文期刊] 1985(01)13.Lieske H;Voelter J查看详情[外文期刊] 1985(10)ami Y;Kagawa K;Kawazoe M;Matsumura Y Sakurai H Haruta M查看详情 1998(01)15.Liu Y Y;Hayakawa T;Suzuki K;Hamakawa S Tsunoda T Ishii T Kumagai M查看详情[外文期刊] 2002(1-2)1.熊光伟.罗来涛.李长全.XIONG Guang-wei.LUO Lai-tao.LI Chang-quan铈和其它助剂对Pd/m-ZnO催化剂甲醇水蒸气重整制氢性能的影响[期刊论文]-稀土2009,30(4)2.王胜年.洪学伦.王树东.吴迪镛.WANG Sheng-nian.HONG Xue-lun.WANG Shu-dong.WU Di-yong甲醇水蒸气重整制氢独立反应探讨[期刊论文]-燃料化学学报2001,29(2)3.姚成漳.张新荣.王路存.曹勇.戴维林.范康年.吴东.孙予罕.YAO,Cheng-Zhang.ZHANG,Xin-Rong.WANG,Lu-Cun. CAO,Yong.DAI,Wei-Lin.FAN,Kang-Nian.WU,Dong.SUN,Yu-Han高效甲醇水蒸气重整制氢的SBA-15改性的Cu/ZnO/Al2O3催化剂[期刊论文]-化学学报2006,64(3)4.张新荣.姚成漳.王路存.曹勇.戴维林.范康年.吴东.孙予罕甲醇水蒸气重整制氢的高效碳纳米管改性Cu/ZnO/Al2O3催化剂[期刊论文]-化学学报2004,62(21)5.潘立卫.王树东.PAN Liwei.Wang Shudong板翅式反应器中甲醇水蒸气重整制氢[期刊论文]-化工学报2005,56(3)6.李永峰.林维明.余林两种甲醇水蒸气重整制氢催化剂的研究[期刊论文]-燃料化学学报2004,32(5)7.王艳华.徐恒泳.张敬畅.WANG Yanhua.XU Hengyong.ZHANG Jingchang Pd/ZnO催化剂上甲醇水蒸气重整制氢[期刊论文]-化工学报2006,57(4)8.朱庆才.沈本贤.ZHU Qing-cai.SHEN Ben-xian Pd/Al_2O_3催化过氧化氢异丙苯的液相加氢反应[期刊论文]-石油学报（石油加工）2009,25(6)9.张新荣.史鹏飞.刘春涛甲醇水蒸气重整制氢Cu/ZnO/Al2O3催化剂的研究[期刊论文]-燃料化学学报2003,31(3)10.汤颖.刘晔.路勇.朱萍.何鸣元.TANG Ying.LIU Ye.LU Yong.ZHU Ping.HE Mingyuan CuZnAl水滑石衍生催化剂上甲醇水蒸气重整制氢Ⅱ. 催化剂组成的影响[期刊论文]-催化学报2006,27(11)1.周迎春.李昊.张启俭.马畅二甲醚蒸汽重整制氢PdZn系催化剂[期刊论文]-石油学报（石油加工） 2011(4)2.熊光伟.罗来涛.李长全铈和其它助剂对Pd/m-ZnO催化剂甲醇水蒸气重整制氢性能的影响[期刊论文]-稀土2009(4)3.熊光伟.罗来涛.李长全水热合成介孔 ZnO及Pd/m-Zno催化剂甲醇水蒸气重整制氢性能研究[期刊论文]-分子催化 2009(2)4.杨静.石秋杰.李包友ZnO基复合载体负载Ni催化剂催化噻吩加氢脱硫[期刊论文]-南昌大学学报（理科版）2009(1)5.熊光伟.罗来涛.李长全介孔ZnO制备方法对ZnO负载的Pd催化剂甲醇水蒸气重整性能的影响[期刊论文]-天然气化工 2008(5)6.王新昕.郏景省.穆昕.潘立卫.王树东金属壁载PdZn/Al2O3/FeCrAl催化剂上甲醇水蒸气重整制氢[期刊论文]-催化学报 2008(2)7.贺德华.马兰.刘金尧烃类/醇类重整制氢的研究进展[期刊论文]-石油化工 2008(4)本文链接：/Periodical_cuihuaxb200703011.aspx。

211064108_PtSn

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化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 3 期PtSn/MgAl 2O 4-sheet 催化剂的制备及其PDH 反应性能张孟旭，王红琴，李金，安霓虹，戴云生，钱颖，沈亚峰（昆明贵金属研究所，稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室，云南 昆明 650106）摘要：近年来，因为页岩气大规模开采的成功可以为丙烷脱氢制丙烯（PDH ）工艺提供大量廉价的丙烷，丙烷脱氢制丙烯已成为最有前途和最具吸引力的丙烯生产技术。

目前工业上丙烷脱氢主要采用的是负载型PtSn/Al 2O 3催化剂。

然而在丙烷脱氢高温反应中，PtSn 纳米粒子易烧结和积炭使催化剂遭受严重的失活。

为了解决上述问题，本文合成了片状的MgAl 2O 4尖晶石载体负载PtSn 金属纳米粒子，制备了PtSn/MgAl 2O 4-sheet 催化剂。

该催化剂具有较大的孔径，有利于PDH 反应中反应物的吸附和产物的脱附，提高了催化剂的活性同时降低了积炭含量。

同时片状的MgAl 2O 4尖晶石载体的（111）面与PtSn 纳米颗粒存在着强的相互作用，阻止了PtSn 纳米颗粒在高温反应中的烧结。

在丙烷脱氢反应中，丙烷的转化率达到了43.2%，丙烯的选择性达到了95.0%，失活速率仅为0.008h −1，其性能优于商用的PtSn/Al 2O 3催化剂。

关键词：丙烷脱氢；铂锡催化剂；形貌控制；丙烯；镁铝尖晶石中图分类号：TQ426.82 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）03-1365-08Preparation of PtSn/MgAl 2O 4-sheet catalyst and its PDH reactionperformanceZHANG Mengxu ，WANG Hongqin ，LI Jin ，AN Nihong ，DAI Yunsheng ，QIAN Yin ，SHEN Yafeng(State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Platinum Metals, Kunming Institute ofPrecious Metals, Kunming 650106, Yunnan, China)Abstract: In recent years, propane dehydrogenation to propylene (PDH) has become the most promising and attractive propylene production technology because the successful large-scale exploitation of shale gas can provide a large amount of cheap propane. Currently, supported PtSn/Al 2O 3 catalysts are mainly used for propane dehydrogenation in industry. In the high temperature reaction of propane dehydrogenation, PtSn nanoparticles are prone to sintering and coke deposition, which causes severe catalyst deactivation. To solve the above problems, we synthesized PtSn/MgAl 2O 4-Sheet catalyst by using MgAl 2O 4-Sheet spinel as support. The catalyst had a large pore size, which was favorable for the adsorption of reactants and the desorption of products in the PDH reaction, and thus improves the activity of the catalyst and reduced the content of coke. Meanwhile, the (111) plane of the MgAl 2O 4 spinel support had a strong interaction with the PtSn nanoparticles, which prevented the sintering of PtSn nanoparticles in the high temperature reaction. In the propane dehydrogenation reaction with the prepared catalyst, the conversion of propane reached 43.2%, the selectivity of propylene reached 95.0%, and the deactivation研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0919收稿日期：2022-05-17；修改稿日期：2022-07-19。

氧化石墨烯负载金纳米颗粒及其催化活性研究

氧化石墨烯负载金纳米颗粒及其催化活性研究

氧化石墨烯负载金纳米颗粒及其催化活性研究吴菲;孙锡莹;高建平【摘要】在不外加任何还原剂的情况下,利用氯金酸和氧化石墨烯之间的氧化还原反应将金纳米颗粒成功负载到氧化石墨烯上,合成了金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料.利用透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对复合材料进行了结构表征与形态分析,并研究了金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料对Suzuki-Miyaura偶联反应的催化效果.结果表明,通过调节氯金酸与氧化石墨烯的质量比,可以得到不同形状的金纳米颗粒；金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料对Suzuki-Miyaura偶联反应具有很高的催化活性,并且很容易从反应体系中回收.%Au nanoparticles were successfully synthesized and loaded onto graphene oxide(GO) sheets by a redox reaction between HAuC14 and GO nanosheets without adding any additional reductant.The Au/GO nano-composites were characterized by transmission electron microscopy(TEM) and X-raydiffraction(XRD).Thecatalytic performance of Au/GO for Suzuki-Miyaura coupling reaction was studied.The experimental resultsshowed that the Au nanoparticles with different shape could be obtained by adjusting the mass ratio of HAuCl4 to GO.The Au/GO nanocomposites showed superior catalytic activity for Suzuki-Miyaura coupling reaction and they could be easily removed from the reaction system after use.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2013(030)006【总页数】3页(P45-47)【关键词】氧化石墨烯;金纳米颗粒;催化活性【作者】吴菲;孙锡莹;高建平【作者单位】天津大学理学院化学系,天津300072;天津大学理学院化学系,天津300072;天津大学理学院化学系,天津300072【正文语种】中文【中图分类】O643.32;TB332金纳米颗粒具有独特的光学性质、表面等离子体吸收和共振效应、良好的稳定性和生物相容性，广泛应用于生物医学、电子材料、重金属离子检测、催化等领域［1，2］。