交联膨润土负载纳米金催化剂的制备及其甲醇水蒸气重整制氢性能的研究

摘要

近年来,金作为一种新型的催化材料广泛应用于催化领域,如何选择合适的载体和制备方法是制备高活性金催化剂的重要因素,由于金催化剂具有强烈的粒径效应,因此,一般认为当金纳米颗粒的粒径小于10nm时才能表现出一定的催化活性。膨润土具有独特的一维纳米层状结构,利用膨润土层状结构的限域作用,通过合理的制备方法,把纳米金颗粒限域在膨润土层间,从而可以得到一种新型的负载型纳米金催化剂。本文用活性载体 TiO2作为交联剂制备交联膨润土,用沉积-沉淀法制备纳米金催化剂,利用不同的制备方法使 Au颗粒负载在载体的不同位置,考察其对催化剂活性的影响;分别向催化剂中掺杂 Al、Ce、La元素,并对催化剂的性能进行考察。用甲醇水蒸气重整制氢反应作为探针反应来考察催化剂的催化活性,通过XRD、BET、TG等表征手段来考察催化剂的物理和化学性质。实验结果表明,把Au-Ti作为复合交联组分制备的纳米金催化剂与传统的负载型纳米金催化剂相比,Au-Ti/alkali-Ben催化剂表现出更高的催化活性和热稳定性;当Au-Ti/alkali-Ben催化剂中分别掺杂Ce和La两种元素后,催化剂的催化活性和热稳定性进一步增大,在低温时,Au-Ti-Ce/alkali-Bent表现出更高的甲醇转化率、氢气产率、CO2选择性以及较低的CO选择性,而高温时则相反。

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第1章 引言

1.1 概述

1.2 膨润土概述

1.3 负载型金催化剂的研究

1.4 主要研究内容及创新点

第2章 实验方法和数据处理

2.1 实验原料

2.2 催化剂活性的测定

2.3 载体和催化剂的表征

第3章 钛柱撑膨润土负载纳米金催化剂催化性能的研究

3.1 催化剂的制备

3.2 活性测试

3.3 催化剂的表征

3.4 本章小结

第4章 以铝钛复合交联膨润土为载体的催化剂的研究

4.1 催化剂的制备

4.2 活性测试

4.3 催化剂的表征

4.4 本章小结

第5章 稀土元素掺杂负载型纳米金催化剂催化性能的研究

5.1 催化剂的制备

5.2 活性测试

5.3 催化剂的表征

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 进一步工作的方向

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果