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负载金属催化剂由于其原子利用率高、催化性能优异等特性广泛应用于石油化工、精细化工和环境催化等领域。负载金属催化剂通常由浸渍法和离子交换法等传统方法制得,并已应用于工业化生产。但这些方法都存在制备过程复杂、影响因素较多和重复性差等缺点,严重影响催化剂的催化性能。本论文的目的是采用新方法制备负载金属催化剂,以期获得高性能的负载金属催化剂,具有重要意义。本论文采用了两种负载金属催化剂制备新方法,第一种是脉冲激光沉积法,目前只有法国Rousset课题组和美国Brenner课题组从事这方面的研究,而我们是第三个从事脉冲激光沉积法制备负载纳米金属催化剂的课题组。脉冲激光沉积法是采用脉冲激光激发金属使之生成等离子体,等离子体再定向沉积到载体表面制得负载金属催化剂。该方法是物理制备法,由金属原子直接负载到载体表面,中间无化学反应,具有一步完成、操作简便和过程绿色化等特点。第二种是载体直接吸附可溶性纳米颗粒制备负载金属催化剂,该方法是目前国际上负载催化剂制备的研究新热点,可以制得金属颗粒小于5nm,高度分散的负载金属催化剂,从而大幅度提高催化剂的催化性能。载体直接吸附可溶性纳米颗粒是采用金属有机化合物（如Pd2（dba）3）在还原剂（如氢气）下分解,制得溶剂稳定的可溶性纳米金属颗粒,再通过载体直接吸附,将其吸附负载到载体表面制得负载金属催化剂。该制备方法制备工艺简单,容易操作,制各过程中影响催化剂性质及催化性能的因素少,催化剂制备重复性好,制备过程很少有污染,溶剂可重复利用。本论文采用脉冲激光沉积法制备Pt/Al2O3催化剂和一系列不同载体负载的Pt,Pd催化剂;采用载体直接吸附可溶性纳米颗粒制备Pd/Al2O3和Pd/C催化剂;采用XRD、TEM、ICP和XPS等表征手段表征了这两种新方法制得的负载金属催化剂的晶态结构、表面形态、金属负载量及电子状态等物理化学性质。以邻氯硝基苯催化加氢合成邻氯苯胺反应为探针反应测试脉冲激光沉积法制备的负载Pt,Pd催化剂的催化性能;分别以Suzuki反应和Heck反应为探针反应测试载体直接吸附可溶性纳米颗粒制备的Pd/Al2O3和Pd/C催化剂的催化性能。研究结果如下:1.催化剂表征结果表明,脉冲激光沉积法制备条件载体温度、沉积池压力和激光电压对Pt/Al2O3催化剂的Pt颗粒度、分散度及负载量有很大影响。邻氯硝基苯催化加氢结果表明,激光制备条件对Pt/Al2O3催化剂催化邻氯硝基苯加氢性能也有很大的影响。Pt/Al2O3催化剂催化活性随着载体温度升高而降低,随沉积池压力和激光电压增大而降低;邻氯苯胺选择性随载体温度升高而增大,随沉积池压力增大而增大,但随激光电压增大而降低。较佳的激光制备条件为:激光电压260V,沉积池压力300Pa,载体温度600℃。在此条件下制得的Pt/Al2O3催化剂催化邻氯硝基苯加氢反应,邻氯硝基苯的转化率达到99.8%,邻氯苯胺的选择性达到99.4%,表现出较高的加氢性能和抑制脱卤性能。2.脉冲激光沉积法制备了一系列不同载体负载的Pt,Pd催化剂。催化剂表征结果表明,金属颗粒按CNTs＜γ-Al2O3＜SiO2依次增大,金属分散度越来越差。负载Pt催化剂活性组分Pt与载体之间的电子作用可以忽略,而负载Pd催化剂活性组分Pd与载体之间有较强的电子作用,并且按Pd/CNTs＞Pd/Al2O3＞Pd/SiO2依次降低。邻氯硝基苯催化加氢结果表明,CNTs负载的金属催化剂相比γ-Al2O3和SiO2负载的金属催化剂在催化活性与选择性方面都表现出了很好的优越性。对于负载Pt催化剂,载体对其催化性能的影响可以从几何效应和载体结构及性质两方面得到解释。对于负载Pd催化剂,载体对其催化性能的影响可以从几何效应、电子效应和载体结构及性质三方面得到解释。由于脉冲激光沉积法制备的负载Pt,Pd催化剂的活性组分主要负载在载体的外表面,故这一系列催化剂可以很好地抑制加氢产物邻氯苯胺的深度加氢脱氯,提高邻氯苯胺的选择性。3.催化剂表征结果表明,载体直接吸附可溶性纳米颗粒制得的P&Al2O3催化剂Pd金属颗粒以零价态均匀地负载在载体表面,且分散度高,粒径在3-8 nm之间;活性组分Pd与载体γ-Al2O3存在电子作用,电子由γ-Al2O3的O向Pd转移。SuZuki反应结果表明,载体直接吸附可溶性纳米颗粒制得的Pd/Al2O3催化剂能较好地催化溴苯与苯硼酸的Suzuki反应;最优反应条件为:碱K2CO3、DMF/H2O溶剂的体积比例7/3、DMF/H2O溶剂回流（110℃）和Pd负载量2.0 wt%;在此反应条件下,30min内溴苯完全转化,偶联产物联苯的产率达到99%;Pd/Al2O3催化剂也能较好地催化溴代芳烃与苯硼酸的Suzuki反应,对位吸电子基加快反应速率,对位供电子基减慢反应速率。4.催化剂表征结果表明,载体直接吸附可溶性纳米颗制得的Pd/C催化剂Pd金属颗粒以零价态均匀地负载在载体表面,且分散度好,粒径在3-8nm之间;Pd/C催化剂Pd 3d5/2和Pd 3d3/2电子结合能都增大,电子从Pd向活性炭转移。Heck反应结果表明,载体直接吸附可溶性纳米颗粒制备的Pd/C催化剂可以较好地催化碘苯及对位有吸电子基的溴代芳烃与丙烯酸甲酯的Heck反应;最优反应条件为:碱K2CO3、溶剂DMF和反应温度120℃;在此反应条件下,120min内碘苯完全转化,偶联产物的产率达到99%;Pd/C催化剂对对位有供电子基的溴代芳烃和氯代芳烃与丙烯酸甲酯的Heck反应催化效果较差;载体直接吸附可溶性纳米颗粒制备的Pd/C催化剂具有较好的重复使用性能,反应3次,催化剂活性没有明显下降,偶联产物产率仍在98%以上,比传统的商用Pd/C催化剂具有更好的稳定性。总之,通过本项目研究表明,脉冲激光沉积法制备的负载Pt,Pd催化剂具有很高的催化邻氯硝基苯加氢性能和抑制脱卤性能;载体直接吸附可溶性纳米颗粒制备的Pd/Al2O3催化剂对溴苯的Suzuki反应具有很高的催化性能;载体直接吸附可溶性纳米颗粒制备的Pd/C催化剂对碘苯与有吸电子基的溴代芳烃的Heck反应具有很高的催化性能。脉冲激光沉积法和载体直接吸附可溶性纳米颗粒都是制备负载金属催化剂的新型方法,制备过程简单,影响因素少,并且非常绿色化;选择恰当的工艺参数可获得定量负载及颗粒粒径可控的负载金属催化剂;采用这两种新方法可制备金属颗粒小、高分散度、高催化性能的其他单组分或多组分负载金属催化剂;采用这两种方法制备的负载金属催化剂,可应用到其他多相催化反应,获得高转化率、高选择性的目标产物。同时,这两种制备负载金属催化剂的新方法也具有一定的工业化应用前景。