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金属氧化物负载型金属纳米催化材料有广泛的用途，其制备方法及性能研究是催化领域的热点之一。二氧化钛是一种重要的半导体材料，被广泛用于光催化剂、催化剂载体等。本文围绕着二氧化钛负载型单金属和双金属纳米复合材料的设计合成及其催化性能研究，开展了深入系统的研究工作。主要内容和结果如下:
1、发展了一种TiO2晶相可控、金属（Pt、Pd、Ru等）粒子尺寸小于2nm的金属/TiO2纳米复合材料的合成方法。首先以三价钛源为前驱体，在无氧条件下采用微波加热合成具有还原能力的Ti(Ⅲ)氧化物纳米结构，然后与贵金属盐反应，得到贵金属/TiO2复合材料。结果表明，以Ti2(SO4)3和TiCl3为前驱体，分别得到锐钛矿(A)和金红石(R)相TiO2负载的贵金属纳米复合材料，金属颗粒均匀分布在载体表面，平均尺寸在1 nm左右。温和条件下(60℃，4MPa)，Pt/TiO2(A)(0.5 wt％，1.0 nm)对硝基苯加氢生成苯胺反应有很高的催化活性，硝基苯转化频数可达75248 h-1，对苯胺选择性达100％。
2、基于Cu纳米颗粒和贵金属离子(如PtCl62-，Pd2+，Ru3+和Rh3+)之间的置换反应，发展了一种在常温常压下制备负载型Cu基双金属纳米催化剂的方法，合成了一系列不同组成的Cu-M(M=Pt、Pd、Ru、Rh)/TiO2双金属纳米复合材料，双金属颗粒的尺寸可控制小于2nm。研究Cu-Pd/TiO2和Cu-Pt/TiO2对硝酸根还原反应的催化性能，表明这两种材料可在室温常压条件下将水中硝酸根离子高效还原为NH4+。
3、在合成一系列TiO2负载的Pt-M、Pd-M(M=Cu，Ni, Sn，Co等)双金属纳米催化剂基础上，考查了它们对甘油氧化的催化性能。结果表明，这些催化剂均能高效催化甘油氧化，主产物为乳酸或甘油酸。采用Pd-Cu/TiO2为催化剂，详细考察了反应液中碱浓度、催化剂的Cu∶Pd摩尔比，以及反应温度等条件对甘油转化率和产物选择性的影响规律。结果显示，甘油氧化的主产物为甘油酸;在Pd∶Cu摩尔比为1∶1、NaOH和甘油摩尔比为2、温度为60℃条件下，甘油转化率达83.3％，甘油酸的选择性达70.0％，高于同等条件下文献报道的最好结果。