介孔炭和介孔氧化物的制备、表征及其在催化反应中的应用

• 作 者: 张艳华
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 介孔炭 复合氧化物 制备方法 催化活性 结构表征

采用硬模板的方法，分别以商品化硅凝胶和硅溶胶作为模板制备了具有不同孔结构和孔尺寸的介孔炭。其中，以硅凝胶为模板合成了具有三维连通孔结构、孔径约5nm的介孔炭MC;以硅溶胶为模板制备了孔分布均一、孔径约10nm的介孔炭。这些介孔炭对纤维素的水解具有促进作用。以这些介孔炭作为碳化钨催化剂的载体，在纤维素的催化转化反应中表现了非常高的活性和对乙二醇(EG)的高选择性，即使在不添加镍的情况下EG的收率均高于40％。在MC担载的碳化钨催化剂上EG收率高达70％以上，循环使用四次后乙二醇的收率仍接近60％。　　
以钛的醇盐和金属氯化物为前驱物，以嵌段共聚物P123为模板剂合成出具有高比表面积、大孔容、孔径分布集中和较宽Ti/M(M=W,Nb)比例的有序介孔氧化钛-氧化钨、氧化钛-氧化铌复合氧化物。氧化钨、氧化铌的加入不仅提高了材料的介孔有序度和热稳定性，还提高了材料的表面酸性。以介孔氧化钛-氧化钨复合氧化物为载体的Pt催化剂，在甘油催化氢解反应中表现出了高的催化活性，1，3-丙二醇的选择性高达40％。　　
以SBA-15为硬模板，利用超临界二氧化碳沉积技术制备出具有有序介孔结构的Co3O4晶体。通过调变超临界流体的压力可有效控制产物的形貌，得到介孔纳米棒状或长程有序介孔纳米线状的Co3O4。其中，介孔纳米棒状的Co3O4在CO氧化中表现了非常好的催化活性，室温下CO转化率达100％。