铜负载介孔碳催化剂的制备及其氧化羰基化性能研究

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。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。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：鍪髓查日期：盆蛙．Q{全关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，

2、复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：鍪瞳蔓日期：垫姓!岔丝导师签名：奎当日期：望!丝：兰：[兰万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文

3、JIIIIIIIIIlUIIIIIIIIIY2693167．．．．．．——铜负载介孔碳催化剂的制备及其氧化羰基化性能研究摘要金属负载有序介孔碳催化剂因具有较大比表面积、可控孔径尺寸及独特孔道结构等优点，在吸附分离、催化、电化学等领域受到广泛关注。本论文硬模板法制备出有序介孔碳载体，负载活性组分铜来研究载体结构对催化剂活性组分分散状态及其催化性能的影响。通过调变载体织

4、构性质、铜活性组分的添加量和催化剂的焙烧温度等条件，制备出无氯铜负载介孔碳催化剂，研究载体及催化剂结构与反应性能之间的构效关系，获得以下主要结论：(1)通过改变前驱体的碳化温度，研究载体的表面性质对催化剂结构及反应性能的影响。发现随着碳化温度的升高，蔗糖在SBA—15孔道中的收缩程度增大，制得的介孔碳分子筛样品的孔壁越薄。同时，SBA．15的孔壁受到碳前驱体收缩时施加的压力也发生一定程度的收缩，造成得到的介孔碳晶胞参数减小。当碳化温度之900℃时，制备的介孔碳比表面积较大，孔道结构有序度较高。(2)将不同碳化温度制备的CMK．3载体负载铜活性组分制备的Cu／CMK

5、一3催化剂用于甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应，发现当碳化温度低于700℃时，载体中Cu物种的结晶度较高，铜颗粒的粒径尺寸较大，当载体碳化温度升高至900℃以上时，活性物种铜的分散度明显提高，说明较大的比表面积和有序的孔道结构可以限域铜颗粒，使得活性组分铜1万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文保持较高的分散度。当碳化温度为900℃时，制备的Cu／CMK一3的催化性能最好，碳酸二甲酯的时空收率为100．5mg^h一。(3)对Cu／CMK．3催化剂中铜活性物种不同负载量的研究发现，随着金属负载量的增加，Cu／CMK一3催化剂的活性逐渐增加，负载量为12wt％的Cu／

6、CMK一3催化性能最优。当负载量增加至18wt．％时，Cu／CMK．3材料的孔容减小，填充到碳分子筛介孔孔道内的部分铜物种逐渐团聚，粒径变大，导致碳质载体的介孔有序度遭到部分破坏，Cu／CMK一3催化活性由100．5mg+g。1’hJ降低至87．4mg’g‘1h～。(4)随着焙烧温度的增加，Cu／CMK一3催化剂上的CuO和碳材料相互接触界面处的氧原子首先与碳原子作用产生CO，随后氧原子自上而下反向扩散与碳原子进行作用，在高温下氧原子快速扩散诱导铜原子也迁移到碳材料的表面发生重排。关键词：有序介孔碳，铜基催化剂，碳酸二甲酯，氧化羰基化万方数据太原理工大学硕士研究生

7、学位论文STUDY0NSYNTHESISANDCATALYTICPERFORMANCE0FCOPPERLOADEDON0RDEREDMESOPOROUSCARBONABSTRACTOrderedmesoporouscarbonmaterials(OMCs)haveattractedconsiderableattentionfortheirhighsurfacearea，regulatedaperturesize，uniqueporestructureanddifferentmorphology,whichmayresultinwideapplicationsint

8、hefieldsofadsorption，separation，catalysisandelectrochemistry．Nowadays，mesoporouscarbonmaterialsmainlyarepreparedbycatalyticactivatedmethod，sol—gelcarbonizationmethodandtemplatemethod．Theformertwopreparationmethodsexisttheproblemsofeasilycollapseofporousstructureandcontroldifficultyofp

9、oresi