掺杂贵金属的铜基复合氧化物制备及其催化性能研究

摘要

本论文依据阴离子型层状双金属氢氧化物(LDHs)层板元素种类和数量的可调变性、层间阴离子可交换性和整体结构与组成均匀性的结构优势，利用共沉淀法在合成特定组成的含铜Cu/Zn/Al-LDHs的基础上，通过二步离子交换法将系列贵金属络合离子[M(EDTA)]n-(M=Pd，Ru,Rh)引入层间合成出一类结构和组成在分子水平上均匀以及晶相单一的超分子插层结构的活性前体，再由前体分解法制备出新型掺杂贵金属的铜基复合金属氧化物，通过XRD、FT-IR、TG-DTA、BET、TPR、XPS等表征手段对前体以及衍生的复合金属氧化物展开了制备和结构的基础研究。
　　 以H2O2体系苯酚催化氧化为探针反应，对合成的系列掺杂贵金属的复合金属氧化物进行催化性能研究。研究结果表明Pd的引入能够增加深度氧化能力，同时升高焙烧温度后得到的复合金属氧化物的氧化能力也随之提高；贵金属Rh和Ru的引入不仅提高的催化剂的催化活性，同时还大大增加了催化剂的深度氧化能力。这与Cu-M之间的相互作用和贵金属本身的高氧化活性是有关的。

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第一章 绪论

1.1 湿式催化氧化法概况

1.2 水滑石类材料(LDHS)及其衍生物的研究概况

1.2.1 LDHs概述

1.2.2 LDHs的结构及组成

1.2.3 LDHs的性质

1.2.4 LDHs的合成

1.2.5 LDHs的应用

1.3 高分散钯催化剂的研究进展

1.3.1 钯催化剂的发展

1.3.2 钯催化剂的制备

1.4 本论文选题目的及意义

1.4.1 本论文选题目的及意义

1.4.2 本论文研究内容

第二章 实验部分

2.1 实验原料

2.2 实验内容

2.2.1 Zn/Al二元水滑石前体的制备

2.2.2 Zn/Al二元水滑石插层中间体的制备

2.2.3 [Pd(Y)]2-络合物插层Zn/Al二元水滑石的制备

2.2.4 Cu/Zn/Al三元水滑石的制备

2.2.5 Cu/Zn/Al三元水滑石插层中间体的制备

2.2.6 [PdY]2-络合物插层Cu/Zn/Al三元水滑石的制备

2.2.7 RhY、RuY插层Cu/Zn/Al-LDH的制备

2.2.8 氧化物催化剂LDO的制各

2.3 样品的结构表征、组成及性能分析方法

2.3.1 X射线衍射分析(XRD)

2.3.2 红外光谱分析(IR)

2.3.3 高效液相色谱分析(HPLC)

2.3.4 热重-差热分析(TG-DTA)

2.3.5 比表面-孔径(BET)分析

2.3.6 等离子电感偶合(ICP)元素分析

2.3.7 元素分析

2.3.8 程序升温还原(TPR)分析

2.3.9 X射线光电子能谱(XPS)

2.4 样品的催化活性评价方法

第三章 [PdY]2-插层Zn/Al-LDH的结构表征与催化性能评价

3.1 引言

3.2 结果与讨论

3.2.1 硝酸根型Zn/Al水滑石前体、EDTA插层中间体及[PdY]2-插层产物晶体结构

3.2.2 硝酸根型Zn/Al水滑石前体、EDTA插层中间体及[PdY]2-插层产物IR表征

3.2.3 EDTA插层中间体及[PdY]2-插层产物的TG-DTA分析

3.2.4 硝酸根型Zn/Al水滑石前体、EDTA插层中间体及[PdY]2-插层产物ICP分析

3.2.5 焙烧产物的晶体结构、IR及BET表征

3.2.6 焙烧产物的催化活性测试

3.3 小结

第四章 [PdY]2-插层Cu/Zn/Al-LDH结构表征与催化性能评价

4.1 引言

4.2 结果与讨论

4.2.1 Cu/Zn/Al-LDH前体、EDTA插层中间体及[PdY]2-插层产物的晶体结构

4.2.2 Cu/Zn/Al-LDH前体、EDTA插层中间体及[PdY]2-插层产物的IR表征

4.2.3 Cu/Zn/Al-LDH前体、EDTA插层中间体及[PdY]2-插层产物的TG-DTA分析

4.2.4不同配比硝酸根型Cu/Zn/A1-LDH前体、EDTA插层中间体及PdY插层产物的ICP分析

4.2.5 500℃焙烧产物的物化性质表征

4.2.6 700℃焙烧产物的物化性质表征

4.2.7 [PdY]2-插层Cu/Zn/Al水滑石不同焙烧温度下产物的催化性能测试

4.2.8 催化剂的催化性能分析

4.2.9 苯酚催化氧化反应机理的研究

4.3 小结

第五章 [RhY]-、[RuY]-插层Cu/Zn/Al-LDH前体及焙烧产物的结构表征与催化性能评价

5.1 引言

5.2 结果与讨论

5.2.1 Cu/Zn/Al水滑石前体、EDTA及[RhY]-、[RuY]-插层产物的晶体结构

5.2.2 硝酸根型Cu/Zn/Al水滑石前体、EDTA插层中间体及[RhY]-、[RuY] -插层产物的IR表征

5.2.3 EDTA插层中间体及[RhY]-、[RuY]-插层产物的TG-DTA分析

5.2.4 焙烧产物的晶型结构及IR分析

5.2.5 焙烧产物的BET分析

5.2.6 焙烧产物的TPR分析

5.2.7 焙烧产物的XPS分析

5.2.8 催化活性测试

5.3 小结

第六章 结论

本论文的创新点

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢

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