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氢氧直接合成法由于工艺简单、成本低、污染少，是一种理想的原子经济性反应，已然成为当今世界的一个研究热点。Pd基催化剂作为催化H2、O2直接合成H2O2最好的催化剂，越来越受到国内外学者的关注。但传统负载型Pd基催化剂在制备过程中，高温焙烧易使得活性组分Pd发生迁移团聚。在合成H2O2反应过程中，强烈的机械搅拌易使得Pd从载体表面脱落到反应介质中，导致了负载型Pd基催化剂的活性和寿命降低。而近年来学者们提出的核壳结构催化剂也存在比表面积小和载体覆盖部分活性位点等问题。基于此，本文制备以Pd纳米粒子为核，分别以多种壳层材料(HMAN、SiO2、TiO2、C)为壳的中空核壳催化剂Pd@h-M(M=HMAN、SiO2、TiO2、C)，并通过改变TEOS添加量和CTAB添加量，研究了催化剂孔容与催化剂活性的内在关系。具体研究内容如下：
1、以反相胶束法制备的Pd@SiO2为种子溶液，采用一步协同自组装法制备了中空核壳催化剂Pd@HMAN。研究了TEOS添加量与催化剂Pd@HMAN-Y(Y=1,1.5,2,2.5)孔容、H2吸附量和H2O2产率的内在关系。结合N2吸附等温线和H2吸附量发现，催化剂Pd@HMAN-Y(Y=1,1.5,2,2.5)孔容大小顺序与H2吸附量大小顺序一致。氢氧直接合成过氧化氢活性评价显示，四种催化剂的H2O2产率大小顺序为：Pd@HMAN-1.5＞Pd@HMAN-2＞Pd@HMAN-1＞Pd@HMAN-2.5，与H2吸附量大小顺序一致，其中Pd@HMAN-1.5的H2O2选择性和产率分别为81.24%和822.18mmol/gPd·h-1。通过以催化剂Pd@HMAN-Y(Y=1,1.5,2,2.5)的H2O2产率(PH2O2)对催化剂壳层总孔容(Vtotal)作图，结果发现，催化剂Pd@HMAN-Y(Y=1,1.5,2,2.5)的壳层孔体积与其H2O2产率呈正相关关系。
2、以反相胶束法制备的Pd@SiO2为种子溶液，通过层层包覆和后续刻蚀SiO2两步法制备了多种壳层材料(SiO2、TiO2、C )的中空核壳结构催化剂Pd@h-M(M=SiO2,TiO2,C)，研究了壳层材料对催化活性的影响。表征结果显示，催化剂Pd@HCS的BET比表面积和孔容分别为620.66m2/g和2.32m3/g，与第三章催化剂Pd@HMAN-1.5相比(196.57m2/g、0.18m3/g)分别提高了216%和1189%，而催化剂Pd@h-TiO2和Pd@h-SiO2的孔容都较小。活性评价结果显示，催化剂Pd@HCS的活性最好，产率达到了1711mmol/gPd·h-1，与上一章催化剂Pd@HMAN-1.5相比(822.18 mmol/gPd·h-1)提高了108%。
3、研究了CTAB添加量对催化剂Pd@HMAN和Pd@HCS活性的影响。结果表明，CTAB添加量为三倍时制备的催化剂Pd@HMAN-(3)，其产率最大，达到了810.3mmol/gPd·h-1、其选择性为58.95%，相对于之前CTAB添加量为1倍时分别提高了66.28%、51.04%。当CTAB添加量为1.5倍时制备的催化剂Pd@HCS-(1.5)，其产率和选择性达到最大，分别为1917mmol/gPd·h-1和88%，相对于催化剂Pd@HCS-(1)(1711 mmol/gPd·h-1，72%)分别提高了12.01%和22.22%。
4、还针对效果最好的两组催化剂Pd@HMAN-1.5和Pd@HCS-(1.5)做了稳定性研究实验。催化剂Pd@HMAN-1.5经过五次循环使用后，产率从822.18mmol/gPd·h-1下降到780.73mmol/gPd·h-1，仅下降了5.04%。催化剂Pd@HCS-(1.5)经过五次循环使用后，产率从1917mmol/gPd·h-1下降到1781mmol/gPd·h-1，仅下降了7.09%。
1、以反相胶束法制备的Pd@SiO2为种子溶液，采用一步协同自组装法制备了中空核壳催化剂Pd@HMAN。研究了TEOS添加量与催化剂Pd@HMAN-Y(Y=1,1.5,2,2.5)孔容、H2吸附量和H2O2产率的内在关系。结合N2吸附等温线和H2吸附量发现，催化剂Pd@HMAN-Y(Y=1,1.5,2,2.5)孔容大小顺序与H2吸附量大小顺序一致。氢氧直接合成过氧化氢活性评价显示，四种催化剂的H2O2产率大小顺序为：Pd@HMAN-1.5＞Pd@HMAN-2＞Pd@HMAN-1＞Pd@HMAN-2.5，与H2吸附量大小顺序一致，其中Pd@HMAN-1.5的H2O2选择性和产率分别为81.24%和822.18mmol/gPd·h-1。通过以催化剂Pd@HMAN-Y(Y=1,1.5,2,2.5)的H2O2产率(PH2O2)对催化剂壳层总孔容(Vtotal)作图，结果发现，催化剂Pd@HMAN-Y(Y=1,1.5,2,2.5)的壳层孔体积与其H2O2产率呈正相关关系。
2、以反相胶束法制备的Pd@SiO2为种子溶液，通过层层包覆和后续刻蚀SiO2两步法制备了多种壳层材料(SiO2、TiO2、C )的中空核壳结构催化剂Pd@h-M(M=SiO2,TiO2,C)，研究了壳层材料对催化活性的影响。表征结果显示，催化剂Pd@HCS的BET比表面积和孔容分别为620.66m2/g和2.32m3/g，与第三章催化剂Pd@HMAN-1.5相比(196.57m2/g、0.18m3/g)分别提高了216%和1189%，而催化剂Pd@h-TiO2和Pd@h-SiO2的孔容都较小。活性评价结果显示，催化剂Pd@HCS的活性最好，产率达到了1711mmol/gPd·h-1，与上一章催化剂Pd@HMAN-1.5相比(822.18 mmol/gPd·h-1)提高了108%。
3、研究了CTAB添加量对催化剂Pd@HMAN和Pd@HCS活性的影响。结果表明，CTAB添加量为三倍时制备的催化剂Pd@HMAN-(3)，其产率最大，达到了810.3mmol/gPd·h-1、其选择性为58.95%，相对于之前CTAB添加量为1倍时分别提高了66.28%、51.04%。当CTAB添加量为1.5倍时制备的催化剂Pd@HCS-(1.5)，其产率和选择性达到最大，分别为1917mmol/gPd·h-1和88%，相对于催化剂Pd@HCS-(1)(1711 mmol/gPd·h-1，72%)分别提高了12.01%和22.22%。
4、还针对效果最好的两组催化剂Pd@HMAN-1.5和Pd@HCS-(1.5)做了稳定性研究实验。催化剂Pd@HMAN-1.5经过五次循环使用后，产率从822.18mmol/gPd·h-1下降到780.73mmol/gPd·h-1，仅下降了5.04%。催化剂Pd@HCS-(1.5)经过五次循环使用后，产率从1917mmol/gPd·h-1下降到1781mmol/gPd·h-1，仅下降了7.09%。