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负载型金属纳米粒子由于其小的尺寸和高比表面积,被广泛应用于光电、催化、生物医学等很多领域。其中负载型Pd催化剂由于在选择性加氢及C-C偶联反应中展现出优异的催化性能,因此受到了人们的广泛关注。负载型金属催化剂常规的制备方法为浸渍法,但由于金属主要负载在催化剂载体的表面,在催化反应过程中金属容易发生流失;而且在高温反应条件下时,金属纳米颗粒容易发生迁移而导致金属颗粒的团聚和烧结,从而使得催化剂的催化性能降低。 本研究以葡萄糖作为碳源,硝酸钯作为钯源,通过结合反相微乳与溶剂热法原位制备出碳负载纳米颗粒。经过滤、洗涤,以及在H2气氛中还原得到碳负载型Pd催化剂。运用XRD、TEM、N2吸附脱附以及BJH孔径分析等表征方法对催化剂的结构进行分析,碳负载型Pd催化剂上纳米Pd颗粒尺寸均一、粒径较小、分散度好。而且碳载体具有介孔结构,平均介孔孔径为6.2 nm,这对于提高催化剂的催化活性和选择性具有重大意义。将浸渍法和原位法制备的碳负载型Pd催化剂分别在5%的H2中,于300 ℃、400 ℃以及500 ℃下分别还原3 h。随着还原温度的升高,原位法制备的纳米Pd颗粒的平均粒径由3.72 nm增加到5.17 nm,而采用浸渍法制备的纳米Pd颗粒的平均粒径由9.7 nm增大到20 nm以上,并且发生了严重的Pd纳米粒子烧结团聚现象,而原位法制备的催化剂体现出了较好的抗团聚与抗烧结的能力。 将不同制备方法的催化剂进行苯酚加氢制备环己酮催化反应发现:随着反应温度从100 ℃升高到140 ℃,催化剂的苯酚转化率和环己酮选择性都升高,说明随着反应温度升高有利于催化反应的进行;随着催化剂的还原温度从300 ℃升高到500 ℃,原位法制备的金属Pd负载量为2 wt%的催化剂的苯酚转化率逐渐高于浸渍法制备的金属Pd负载量为5 wt%的催化剂,表明由于原位法制备的催化剂的纳米Pd颗粒抗烧结能力较强,其催化活性高于浸渍法制备的催化剂;同时由于原位法制备的催化剂其纳米Pd颗粒负载于催化剂的内部,在一定程度上提高了环己酮的选择性。 本论文开发了一种原位法制备碳负载型金属催化剂的方法,成功地制备出了分散度好、抗烧结性强、尺寸均一、粒径较小的碳负载型Pd催化剂。为今后研制新型具有高活性、抗烧结、抗毒性的碳负载型金属催化剂提供了新的思路。加 氢反应