原位復(fù)合型鉑鎳雙金屬納米晶-鎳鋁水滑石的合成及其催化性能研究.pdf

1、金屬催化劑的活性和性能與其表面幾何結(jié)構(gòu)及電子結(jié)構(gòu)相關(guān)，某些決定性因素比如暴露晶面、晶格條紋、d-電子軌道中心近些年來(lái)都引起了廣泛的關(guān)注，通常通過(guò)控制金屬的表面結(jié)構(gòu)來(lái)提高催化劑吸附和活化能力。據(jù)信大多數(shù)催化方法中涉及多種類(lèi)型的催化中心和步驟，并且需要考慮不同的反應(yīng)性位點(diǎn)的協(xié)同作用。為了獲得優(yōu)異的活性和選擇性，在設(shè)計(jì)的混合型金屬納米結(jié)構(gòu)如金屬/金屬，金屬/金屬氧化物，金屬/半導(dǎo)體領(lǐng)域開(kāi)展了大量工作。因此，建立多組分活性位點(diǎn)之間的適合的界面是

2、進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和化學(xué)轉(zhuǎn)化中至關(guān)重要的。
　　堿性位點(diǎn)與金屬位點(diǎn)相結(jié)合通常會(huì)通過(guò)穩(wěn)定反應(yīng)中間體或加速優(yōu)勢(shì)反應(yīng)來(lái)提高催化劑活性，尤其表現(xiàn)在某些串聯(lián)反應(yīng)。傳統(tǒng)催化上，金屬位點(diǎn)和堿位的結(jié)合可通過(guò)使用某些固體堿催化劑如沸石或金屬-有機(jī)框架來(lái)限制其空腔中的金屬，或只是引入堿作為添加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在前者的情況下，該限制通常導(dǎo)致活性金屬位點(diǎn)的損失和質(zhì)子轉(zhuǎn)移的一些問(wèn)題。而對(duì)于后者，通常在均相催化中，外加入堿如胺或醇鹽存在固有缺點(diǎn)，包括催化劑回收以及由于

3、氨基和金屬之間的強(qiáng)有力的配位使得金屬催化劑活性衰減。
　　到現(xiàn)在為止，控制金屬和堿性位點(diǎn)的納米級(jí)之間的界面，并且不會(huì)失去活性金屬位點(diǎn)仍然是很大的挑戰(zhàn)。在此，我們的工作主要包括以下幾點(diǎn):
　　(1)我們首次將結(jié)合的鉑鎳(Pt-Ni)合金的去合金化過(guò)程和鎳鋁水滑石(NiAl-LDH)的生長(zhǎng)的過(guò)程中結(jié)合在一起來(lái)構(gòu)造鉑鎳合金表面包覆鎳鋁水滑石(Pt-Ni/LDH)的復(fù)合催化劑。并且通過(guò)化學(xué)蝕刻來(lái)去合金化的鉑鎳合金的表面上的顯著增加金

4、屬位點(diǎn)。
　　(2)我們對(duì)于原位合成的Pt-Ni/LDH進(jìn)行了詳細(xì)的表征。在鉑鎳合金表面原位形成的鎳鋁水滑石覆蓋鉑鎳合金表面顯示層狀結(jié)構(gòu)，這將大大擴(kuò)大催化劑表面面積，并且水滑石呈現(xiàn)優(yōu)異的柔韌性不會(huì)導(dǎo)致傳質(zhì)問(wèn)題。此外，我們對(duì)于Pt-Ni/LDH的生長(zhǎng)機(jī)制進(jìn)行了研究，并基于此進(jìn)行了DFT理論計(jì)算。
　　(3) Pt-Ni/LDH作為一個(gè)典型的復(fù)合催化劑，金屬和堿中心的緊密結(jié)合保證了該催化劑的高活性和選擇性，本文選擇了糠醛加氫、芐