碳纳米管负载钴、钌催化剂的催化性能研究

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1、大连理工大学硕士学位论文碳纳米管负载钴、钌催化剂的催化性能研究姓名：李佳伟申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：邱介山20060601大连理工大学硕士学位论文摘要本文以碳纳米管为催化剂载体，采用浸渍法制各了碳纳米管负载的钴、钌及钴．钌双金属催化剂；利用TEM、XRD、TPR、TG、XPS等技术对催化剂的形貌、物相结构、还原行为和热稳定性、金属粒子的存在状态进行了研究；考察了Co／CNTs催化剂制备过程中主要参数的影响，确定了适宜的催化剂制备条件。催化剂的评价主要由两部分组成。首先，以1．辛烯的氢甲酰化反应为探针，研究了Co／CNTs催化剂的催化性能，并对反应条件进行了优化。在Co—Ru

2、／CNTs催化剂的l一辛烯氢甲酰化反应中发现，反应的转化率和c9一醛的选择性都大大提高，远远优于Co／CNTs催化剂的催化性能：这可能是因为在双金属催化剂中，金属催化剂的粒径更小，分布更均匀以及钌金属的存在加入对钴会属催化剂有促进作用的缘故。第二部分．以苯甲醇选择氧化生成苯甲醛为探针反应，考察了Ru／CNTs催化剂的催化活性。首次将水引入醇类选择氧化的有机合成反应中，研究结果表明，催化剂能显示出优异的催化活性。比较反应在水溶剂、甲苯溶剂和水一甲苯双相溶剂中进行的结果可知，水的存在是提高反应速率的关键因素。XRD和XPS的测试结果表明，在实验条件下，Ru的金属化合物可以被还原生成Ruo，即在

3、氧化反应中，起活性作用的a，能是钉金属粒子，而非钌的化合物或阳离子，这与诸多文献记载的结果是不同的。根据实验结果，本文提出了简单的四相反应的过程机理。此外，Ru／CNTs催化剂应用范围广，可以作为多种醇选择氧化的催化剂。Ru／cNTs催化剂的可以被多次循环使用，且活性基本没有降低。关键词：碳纳米管；钴；钌；氢甲酰化反应：醇氧化反应碳纳米管负载钴、钉催化剂的催化性能研究CarbonnanotubesSupportedCobalt，RutheniumforCatalysisAbstractCarbonnanotubes(CNTs)supportedCo．RuandCo-Rubimetallic

4、catalystswerepreparedbyanimpregnationmethod，TheobtainedcatalystswerecharacterizedbyTEM，XRD，TPR，XPSandTGteehniquesinordertoelucidatethedispersionofmetalparticles．theinteractionbetweencobaltandrutheniUlTI，andthereducibilityofcatalysts．Therearetwomainpartsincatalyststesting．First，thepreparationcondit

5、ionsofCo／CNTswerestudied．Then廿lecoralyticactivitiesofCo／CNTscatalystsweretestedwiththehydroformylationofl—octeneastheprobereactionandmereactionconditionsweredetected．TheresultsshowthatincoMParisontoCo／CNTscatalysts．Co—Ru／CNTscatalystsexhibitgoodperformanceintermsofbetterconversionof1一octeneandhigh

6、erselectivitytoC9一aldehyde．ThismaybeduetOthehomogenousdispersionofsmallmetalparticlesandsynergieeffectofCoandRumetalsinbimetalliccatalysts，whichcallbefurtherattributedtothepromotingef!fbctofRnmetalinthecatalysts．Inthesecondpart．R“CNTswasemployedforselectiveoxidationofbenzylalcoholtobenzaldehydejno

7、xygenatmospherewithexcellentactivityinconditionthatcertainamountofwaterWaSaddedintothereactionsystem．ByCOMParingtheresultsofbenzylalcoholoxidationproceededinsolowatersolvent,toluenesolventandwater—toluenebi．solve