负载型Au-Pd双金属催化剂的制备及其CO氧化与噻吩加氢脱硫反应性能的研究

论文摘要

负载型Au-Pd双金属催化剂以其良好的催化活性与稳定性而得到了学术界与工业界的广泛关注,是目前催化研究中的热点之一。本论文工作研究了Al2O3,SiO2负载的金-钯双金属催化剂的制备,考察了该催化剂在CO氧化与噻吩加氢脱硫反应中的催化活性,并利用XRD,比表面积与孔体积测定,TEM,TPR,CO-TPD,XPS,XANES等技术详细研究了负载型Au-Pd双金属催化剂的结构与反应性能之间的关系,取得如下主要结果:1.Au-Pd/SiO2、Au-Pd/Al2O3催化剂的焙烧温度对催化剂的结构与催化性能有明显的影响。结果表明,在金/钯比为1:1时,673 K焙烧的Au-Pd/SiO2催化剂与473 K焙烧的Au-Pd/Al2O3催化剂具有良好的CO氧化活性,CO可在393 K下完全氧化成CO2,这一结果明显好于文献报道的结果。2.通过对催化剂的结构表征,发现Au0、Pd0、PdO多相共存的Au-Pd双金属催化剂可使CO的吸附量增加,活性提高;而AuxPdy合金相的生成并不能提高催化剂的CO氧化活性。催化剂活性相的晶粒大小对其催化性能也有较大影响,粒子尺寸越小,分散度越高,催化性能越好。3.论文着重研究了Au-Pd/SiO2催化剂上噻吩的加氢脱硫反应,考察了金前驱液的pH值、钯溶液的处理方式及催化剂的活化方法等因素对其加氢脱硫活性的影响。发现以pH为7的金前驱液制备的双金属催化剂具有最好的加氢脱硫活性。以未经还原处理的Pd（NO3）2溶液制得的Au-Pd/SiO2催化剂,其活性要优于经乙醇还原处理的Pd（NO3）2溶液制备的催化剂。通过结构表征认为这是由于PdO被部分还原为Pd0相,并生成了AuxPdy合金相而导致加氢脱硫活性降低。4.焙烧活化的催化剂比还原活化的催化剂具有更好的加氢脱硫活性。发现673 K焙烧的Au-Pd/SiO2催化剂对噻吩的加氢脱硫活性明显高于其他温度焙烧的催化剂。表征结果显示该催化剂中以Au0相和PdO相为主要活性相,活性相晶粒较小且分散均匀。而还原处理的催化剂中由于PdO相被还原,并且有部分AuxPdy合金相生成,活性相晶粒明显团聚且很不均匀,脱硫活性很差;5.Pd/SiO2催化剂在加氢脱硫反应2 h后由于生成非活性的Pd4S相而失活。将金加入到该催化剂中形成双金属催化剂,虽然生成的AuxPdy合金相不利于加氢脱硫活性,但明显提高了催化剂的抗硫中毒能力,因而能使催化剂的稳定性得到明显改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米金催化剂的制备与应用
• 1.2 噻吩的加氢脱硫反应
• 1.2.1 Mo基或W基硫化物催化剂
• 1.2.2 过渡金属氮化物、碳化物、磷化物催化剂
• 1.2.3 贵金属催化剂
• 1.2.4 双金属催化剂
• 1.3 论文构思
• 参考文献
• 第二章 实验部分
• 2.1 Au-Pd 双金属催化剂的制备
• 2.2 反应活性测试
• 2.2.1 CO 氧化反应
• 2.2.2 噻吩的加氢脱硫反应
• 2.3 Au-Pd 双金属催化剂的表征
• 2物理吸附'>2.3.1 N₂物理吸附
• 2.3.2 X-光衍射（XRD）
• 2.3.3 透射电镜（TEM）
• 2.3.4 X-光光电子能谱（XPS）
• 2.3.5 程序升温还原（TPR）及CO程序升温脱附（TPD）
• 2.3.6 X-光吸收近边谱（XANES）
• 2催化剂上对 CO 氧化的催化活性'>第三章 Au-Pd/SiO₂催化剂上对 CO 氧化的催化活性
• 2 催化剂的制备'>3.1 Au-Pd/SiO₂催化剂的制备
• 2 催化剂的物理性质'>3.2 Au-Pd/SiO₂催化剂的物理性质
• 2 催化剂的结构表征'>3.3 Au-Pd/SiO₂催化剂的结构表征
• 2催化剂的TPR 谱和CO-TPD 谱'>3.4 Au-Pd/SiO₂催化剂的TPR 谱和CO-TPD 谱
• 2催化剂的XPS实验结果'>3.5 Au-Pd/SiO₂催化剂的XPS实验结果
• 2 催化剂上CO 氧化反应活性'>3.6 Au-Pd/SiO₂ 催化剂上CO 氧化反应活性
• 2 催化剂的结构与CO 的催化氧化活性的关联'>3.7 Au-Pd/SiO₂ 催化剂的结构与CO 的催化氧化活性的关联
• 3.8 小结
• 参考文献
• 2O₃催化剂上的 CO 氧化反应'>第四章 Au-Pd/Al₂O₃催化剂上的 CO 氧化反应
• 2O₃ 催化剂的制备'>4.1 Au-Pd/Al₂O₃催化剂的制备
• 2O₃ 催化剂的物理性质'>4.2 Au-Pd/ Al₂O₃催化剂的物理性质
• 2O₃ 催化剂催化剂的 XRD 实验结果'>4.3 Au-Pd/ Al₂O₃ 催化剂催化剂的 XRD 实验结果
• 4.4 催化剂的XPS 实验结果
• 2O₃催化剂的XANES 表征'>4.5 Au-Pd/Al₂O₃催化剂的XANES 表征
• 2O₃催化剂CO氧化活性的影响'>4.6 焙烧温度对Au-Pd/Al₂O₃催化剂CO氧化活性的影响
• 4.7 催化剂的结构与CO催化氧化性能的关系
• 4.8 小结
• 参考文献
• 2催化剂上噻吩的加氢脱硫反应性能'>第五章 Au-Pd/SiO₂催化剂上噻吩的加氢脱硫反应性能
• 5.1 催化剂的制备
• 5.2 催化剂的物化性质
• 5.3 催化剂的XRD 表征结果
• 5.4 催化剂的TEM 表征结果
• 2催化剂的XANES 谱'>5.5 Au-Pd/SiO₂催化剂的XANES 谱
• 2催化剂的噻吩加氢脱硫活性'>5.6 Au-Pd/SiO₂催化剂的噻吩加氢脱硫活性
• 5.7 催化剂的结构与加氢脱硫活性的关联
• 5.8 小结
• 参考文献
• 2催化剂用于噻吩加氢脱硫性能的影响'>第六章 金前驱液的 pH 值对 Au-Pd/SiO₂催化剂用于噻吩加氢脱硫性能的影响
• 6.1 催化剂的制备
• 6.2 金前驱液的pH 值对催化剂活性的影响
• 2 催化剂的比表面积和孔结构测定'>6.3 Au-Pd/SiO₂催化剂的比表面积和孔结构测定
• 2催化剂的XRD表征'>6.4 Au-Pd/SiO₂催化剂的XRD表征
• 2-TPD、TPR和CO-TPD谱图'>6.5 不同金前驱液pH值催化剂的H₂-TPD、TPR和CO-TPD谱图
• 6.6 催化剂的晶相与加氢脱硫反应活性
• 6.7 小结
• 参考文献
• 2 催化剂用于噻吩加氢脱硫反应的研究'>第七章 钯前驱液浸渍制备的 Au-Pd/SiO₂催化剂用于噻吩加氢脱硫反应的研究
• 7.1 负载型金钯双金属催化剂的制备
• 7.2 催化剂的活性
• 7.3 催化剂的物化性质
• 7.4 催化剂的还原性能
• 7.5 小结
• 参考文献
• 第八章 结论
• 致谢
• 作者简介及发表文章目录