發(fā)布時(shí)間：2018-04-16 18:07

  本文選題：ZrO_2 + 銅基催化劑��； 參考：《北京化工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著能源危機(jī)和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的加劇,生物質(zhì)能源的利用與轉(zhuǎn)化備受關(guān)注。生物質(zhì)來(lái)源豐富、用途廣泛,可用于制備一些生物基平臺(tái)分子、精細(xì)化學(xué)品、液態(tài)燃料及燃料添加劑等。生物質(zhì)資源因?yàn)榻M成和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,對(duì)所用催化材料的設(shè)計(jì)和制備提出了新的要求和挑戰(zhàn)。目前用于生物質(zhì)轉(zhuǎn)化與利用的催化劑大都存在穩(wěn)定性差,可循環(huán)性利用性和選擇性低、反應(yīng)條件苛刻等缺點(diǎn)。因此通過(guò)深入探究催化劑的構(gòu)效關(guān)系,對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)進(jìn)行控制合成,從而實(shí)現(xiàn)催化性能的強(qiáng)化和提升,對(duì)于生物質(zhì)資源的轉(zhuǎn)化和利用具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。ZrO2因其較高的比表面積、合適的孔結(jié)構(gòu)、豐富的表面酸堿活性中心和氧空位,被廣泛用作催化劑或者負(fù)載型催化劑的載體材料。本文針對(duì)傳統(tǒng)方法在制備鋯基納米催化材料方面存在的制備過(guò)程復(fù)雜、原料易水解或有毒、缺乏對(duì)材料織構(gòu)性能和表/界面性質(zhì)的有效控制等問(wèn)題,基于成核/晶化隔離法在制備超細(xì)納米材料方面的優(yōu)勢(shì),創(chuàng)制了新的制備方法用于制備負(fù)載型金屬催化劑及酸堿催化劑,系統(tǒng)研究制備方法、條件及參數(shù)等對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律,并將所得催化劑應(yīng)用于生物質(zhì)的加氫酯化、羥醛縮合反應(yīng)中,深入系統(tǒng)地研究催化劑的結(jié)構(gòu)和性能間的內(nèi)在關(guān)系,為新型高效催化材料的制備及應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和一定的理論依據(jù)。(一)創(chuàng)制了成核/晶化隔離法輔助的還原-氧化法,并將其應(yīng)用于高分散負(fù)載型Cu/Zr02催化劑的制備,實(shí)現(xiàn)了 Cu活性組分的引入及載體合成的同步進(jìn)行。通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)變NaBH4濃度便可實(shí)現(xiàn)對(duì)催化劑織構(gòu)性能、表面酸/堿性、表面Cu+/(Cu0 + Cu+)比例等的控制合成。獨(dú)特的制備路徑及前體中Cu、Zr組分的高度均勻分散強(qiáng)化了活性組分和載體間的相互作用,形成了大量表面Cu+活性中心,Cu+的存在利于GVL分子中的羰基吸附和極化,高分散的Cu0利于氫氣的解離及中間產(chǎn)物的加氫反應(yīng),二者間的緊密合作使得催化劑在GVL催化轉(zhuǎn)化生成戊酸戊酯的過(guò)程中展現(xiàn)了出優(yōu)異的催化性能。該方法為新型高效負(fù)載型催化材料的可控合成提供了一種新的思路和方法。(二)開(kāi)發(fā)了成核/晶化隔離法輔助的動(dòng)態(tài)水熱晶化法,并將其應(yīng)用于酸堿雙功能催化劑的制備。通過(guò)控制制備條件及參數(shù)、摻雜元素的種類(lèi)及摻雜量,實(shí)現(xiàn)對(duì)催化劑表面酸堿活性中心數(shù)量和強(qiáng)度的控制合成。所得Al/Zr-1催化劑在糠醛和丙酮的羥醛縮合反應(yīng)中展現(xiàn)了優(yōu)異的催化性能(92.0%的糠醛轉(zhuǎn)化率和98.7%的亞糠基丙酮選擇性)。催化劑表面堿性位和酸性位之間的協(xié)同作用是催化劑在羥醛縮合反應(yīng)中表現(xiàn)優(yōu)異的主要原因。
[Abstract]:With the energy crisis and environmental problems intensified, biomass energy utilization and transformation of concern. The biomass rich source, wide range of uses, can be used in the preparation of some bio platform molecules, fine chemicals, liquid fuels and fuel additives. Biomass resources because of the complexity of its composition and structure, new demands and challenges to the the design and preparation of catalytic materials preparation is proposed. Currently used for biomass conversion and utilization of catalyst have poor stability, recycling utilization and low selectivity, harsh reaction conditions and other shortcomings. Therefore by studying the structure-activity relationship of catalyst, structure and surface properties of the catalysts were synthesized, strengthen and improve in order to achieve catalysis the performance of transformation and utilization for biomass resources has important theoretical and practical significance of.ZrO2 because of its high specific surface area, suitable hole The structure, surface acidity and activity center and the oxygen vacancy rich, widely used as catalyst or catalyst carrier material. The preparation process of the traditional method of preparing zirconium based nano catalytic materials in the business aspects of the complex, the raw material is easy hydrolysis or toxic, lack of material texture properties and surface / interface properties of effective control such problems, a new method for the preparation of ultrafine nano materials based on the advantages of the new preparation method for the preparation of supported metal catalysts and acid-base catalyst development, system of preparation method, influence of conditions and parameters on the structure and properties of catalyst, and hydrogenation esterification catalyst used for biomass, aldol reaction, relationship between structure and properties of catalyst is systematically studied between the new and efficient catalytic materials preparation and application provides experiment The foundation and theoretical basis. (a) to create a new method assisted reduction oxidation method, and its application in the preparation of highly dispersed Cu/Zr02 catalyst, the Cu adding active component and carrier synthesis simultaneously. By simply varying NaBH4 concentration can be achieved the catalyst textural properties, surface acid / alkaline surface Cu+/ (Cu0 + Cu+) ratio control synthesis. The path and precursor in the preparation of Cu unique, Zr components of highly dispersed and strengthen the interaction between the active component and the support, the formation of a large number of surface Cu+ activity center of the carbonyl group the adsorption and polarization for GVL molecules in Cu+, hydrogenation of highly dispersed Cu0 for hydrogen dissociation and intermediate product, the two close cooperation between the catalyst and conversion process of amyl valerate in GVL catalysis showed excellent catalytic to the. Provides a new idea and method for controllable synthesis of new high load type catalytic material. (two) developed into a dynamic hydrothermal crystallization crystallization assisted nuclear / isolation method, and its application in dual function catalyst preparation. By controlling the pH conditions and parameters of preparation, type and doping the amount of doping elements, to achieve control of the synthesis of the number and intensity of surface acidity and the active centers of the catalyst. The Al/Zr-1 catalyst showed excellent catalytic performance in the aldol reaction of furfural and acetone in (furfurylidene acetone 92% furfural conversion and 98.7% selectivity). The surface acidic and alkaline catalyst the synergy between the catalyst is mainly due to outstanding performance in the aldol reaction.

【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36;TB383.1

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本文編號(hào)：1760026