水滑石基au纳米簇催化剂的制备及醇氧化性能研究

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1、北京化工大学硕士研究生学位论文日期：二。一四年四月三十日北京化工大学位论文原创性声粤、螋本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。p，作者签名：乏狴型日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。

2、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：型堕日期：丝丝!苎：边导师签名：一i锤婺日期：竺竺：!：：兰学位论文数据集中图分类号069学科分类号150．55论文编号1001020141082密级否学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名李论学号2011201082获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码0817

3、04课题来源973研究方向无机功能材料、催化论文题目水滑石基Au纳米簇催化剂的制备及醇氧化性能研究金纳米簇、水滑石、醇氧化、Au25Caph8、金属-载体相互作用、多级关键词核@壳结构论文答辩日期2014_05．22·论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师张慧教授北京化工大学应用化学评阅人1李殿卿教授北京化工大学应用化学评阅人2李峰教授北京化工大学应用化学评阅人3评阅人4评阅人5答辩委晁黼李殿卿教授应用化学答辩委员1卫敏教授应用化学答辩委员2徐赛龙教授应用化学答辩委员3陆军教授无机化学答辩委员

4、4雷晓东副教授应用化学答辩委员5杨兰副教授应用化学注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在‘中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(G旧，r13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要水滑石及基An纳米簇催化剂的制备及醇氧化性能研究水滑石或层状双氢氧化物(LayersdoubleHy&o)【ide：LDH)负载Au纳米催化剂作为一种绿色催化剂在醇类氧化反应中得到广泛研究，其催化氧化活性随着Au纳米颗粒粒径的减小(尤其<

5、4nrn)而急剧升高。然而，在催化醇氧化反应体系中，采用传统的沉积沉淀法和沉积还原法很难制备出Au颗粒小于2nnl的LDH负载Au催化剂，极大地限制了其催化活性的进一步提高。因此，本文采用水溶性Au纳米簇(Qnm)前体法首次制备出系列LDH负载超细Au纳米簇催化剂(AuNCs／LDH)。并将ALu2s纳米簇负载到多级核@壳结构磁性水滑石载体Fe304@M(Ni或Mg)3AI—LDHs上得到系列磁性催化剂r-Fc硷03@M3AI—LDHs@}Au25。采用多种表征方法系统研究了催化剂的结构、形貌和组成，将所得催化剂用于醇氧化反应，得

6、到显著提高的催化性能和回收效率。论文的主要结论如下：(1)采用一锅法制备得到谷胱甘肽(GSI-I)保护的Au纳米簇(GS—AuNCs)。UV-vis和HRTEM分析表明其粒径约1．2nin，MALDI—TOF-MS结果表明GS-AuNCs为40．80个Au原子组成的混合簇。进一步采用卡托普利(Capt)为配体合成出Au25Captl8纳米簇，ESI—TOF-MS表征表明其相对分子质量为8824Da，与Au25Captl8理论相对分子质量值相符。(2)基于GS．AuNCs的配体羧基与带正电的LDH阳离子层板间的静电吸引通过快速吸附得

7、到催化剂前体(GS-AuNCs／M93AI．LDHs)，再经适度煅烧除去配体得到M93AI-LDH负载Au纳米簇催化剂。调节Au纳米簇的T北京化工大学硕士学位论文吸附量来控制催化剂中AIu的负载量AuNCs／M93AI．LDHs．i(i=O．83％，O．59％，0．23％，O．11％)；调节LDH层板元素组成得到系列催化剂(AuNCs／M3A1一LDHs，M=Mg，Ni，Co)。HRTEM结果表明，当AuNCs负载量小于0．23wt％时，催化剂上Au纳米簇高度分散，平均粒径约1．5nm。(3)催化醇氧化结果表明，与沉积沉淀法催化剂

8、Au／M93A1．LDHs(DP)相比，AuNCs／M93A1一LDHs在1．苯乙醇氧化反应中表现出明显提高的催化活性。同时，AuNCs／M93A1一LDHs适用多种一级及二级醇的选择氧化反应，且循环5次仍对l一苯乙醇氧化具有99．9％的转化率。A