金属-载体相互作用对负载Ag纳米颗粒催化氧化HMF性能的影响

摘要

5-羟甲基糠酸(HMFCA)是一种重要的生物质平台分子,目前主要使用贵金属催化剂来催化合成,存在产物选择性差、产率低等问题.因此,亟待开发一种相对廉价金属催化剂来高选择性合成HMFCA.笔者采用相对廉价的Ag金属作为活性组分,选用不同载体来考察金属-载体相互作用对5-羟甲基糖醛(HMF)氧化性能的影响.结果 表明:载体的性质对Ag纳米粒子粒径以及HMF选择氧化性能具有显著的影响,其活性顺序为Ag/ZrO2＞ Ag/Al2O3＞ Ag/TiO2＞ Ag/CeO2＞ Ag/AC.此外,Ag/ZrO2催化剂Ag平均粒径(约9.6 nm)虽然和Ag/AC(约10.5 nm)相近,但Ag/ZrO2的活性远高于Ag/AC.由此可以说明,催化剂的HMF氧化活性与Ag纳米粒子表面的Ag0含量具有较好的线性关系,表明催化剂的活性中心主要为Ag纳米粒子表面的Ag0物种.Ag/ZrO2催化剂中Ag0含量最高,Ag/AC的Ag0含量最低,这可能是由于不同载体具有不同的金属-载体相互作用,从而影响催化剂上Ag纳米粒子表面的Ag0含量.