新型銀基催化劑的設計及其在草酸二甲酯加氫反應中的應用.pdf

1、上海師范大學碩學位論文摘要論文題目：新型銀基催化劑的設計及其在草酸二甲酯加氫反應中的應用學科專業(yè)：物理化學學位申請人：胥元峰指導教師姓名：李輝教授摘要乙醇酸甲酯(MG)，由于其特殊的分子結構(同時具有酯基和羥基的官能團)在精細化工中有著重要的應用。它的化學性質和醇以及酯類物質非常相似，因此能夠發(fā)生羰化、水解、加氫和氧化等反應。目前有多種MG的合成途徑，但是絕大部分路線都來自石化途徑。眾所周知，全球石油資源在日益減少，而過度的開采石油也會

2、給我們帶來很大的環(huán)境問題。因此，對催化研究者來說，開發(fā)一條非石油途徑，高效、綠色的MG合成途徑是一項重要的課題。本論文以草酸二甲酯(DMO)選擇性加氫制MG為探針反應，開發(fā)了一系列銀基催化劑，并深入探究了催化性能與結構的關系，為開發(fā)新型高效銀基催化劑進行了有益的探索。全文圍繞上述目標主要開展了以下幾方面的工作：(1)通過原位蒸氨法制備了Ag／Si02催化劑，將該催化劑應用于DMO氣相加氫反應中表現出較高的活性、選擇性和穩(wěn)定性。研究發(fā)現，

3、加氫活性隨著表面銀含量的提高而提高，當銀的負載量達到102％時，表面銀含量達到飽和，進一步提高表面的銀含量會導致銀物種的團聚，導致活性下降。(2)在上述Ag／Si02催化劑的基礎上引入第二種金屬(M=Ni，Co，Pd，Pt，Cu)，研究雙金屬AgM／Si02催化劑上DMO選擇加氫反應的催化性能。研究發(fā)現，Cu的引入不但提高了催化劑對DMO的加氫活性，也提高了催化劑的穩(wěn)定性。通過XRD、TEM和XPS等表征手段對催化劑的晶體結構、微觀形貌

4、和表面電子狀態(tài)進行了研究。發(fā)現部分銅銀形成了合金，一方面，穩(wěn)定了銀物種；另一方面，使得催化劑的表面電子狀態(tài)發(fā)生改變，從而提高了DMO的加氫活性和穩(wěn)定性。(3)為了提高催化劑表面的銀含量，以SBA15作為載體，采用沉積沉淀方上海師范大學碩學位論文AbstractAbstractIIIIIIIrllrl[IIIIIIIIY2096188Methyloxalate(MG)，duetoitsuniquemolecularstructure(bo

5、ththehydroxylandtheestergroupsinthemolecular)，isaveryimportantrefinechemicalintermediateBecauseitschemicalpropertiesaresimilartoalcoholandesterMGCanundergovariousreactionslikecarbonylation，hydrolyzation，oxidation，andSOon

6、ThereareseveralroutestosynthesizingMG；howeverthemostfrequentlyusedoneisoilrouteAswellknown，thereisadecreaseinpetroleumresourcesMoreimportantlyoverconsumingpetroleumresourceswouldbringUSenvironmentalandpoliticalproblemsTh

7、erefore，thedevelopmentofanewandgreencatalyticsyntheticprocedurefromnonoilresourcesisachallengingprojectforUSInthisthesis，wedesignedaseriesofsilverbasedcatalystsandinvestigatedtheircatalyticpropertiesbyusingthegas—phasedi

8、methyloxalate(DMO)hydrogenationasaprobereactionTherelationshipofthecatalyticactivitytothestructureWasestablishedAccordingtothistheme，Ourworkhadbeencardedoutasfollowsinthetext：(1)AseriesofAgcontainingcatalystsWithdifferen

9、tAgparticlesizeweresuccessfullysynthesizedbytheammoniaevaporationmethodTheAgnanoparticleswerefoundhighlyhomogeneouslydispersedonsupportThecatalyticperformancesofthesecatalystsweredeterminedonthehydrogenationofDMOtoMGunde

10、rgasphasefixedbedconditions97％conversionofDMOand95％selectivitytoMGwereachievedover102wt％Ag／Si02catalystat200。Cand250MPaFurtherincreasingAgcontentdidnotincreaseactivitywhichmightbeduetothesaturationofsurfaceAgwhentheAgloa

11、dingWasupto102wt％(2)BasedontheabovementionedAg／Si02catalyst，westudiedtheeffectofpromoters(suchasNi，Co，Pd，Pt，Cu)onthecatalyticactivityTheresultsrevealedthatincorporationofCuspeciesgreatlyimprovedthehydrogenationactivityan