SiO_2负载Au-Pd双金属纳米颗粒催化甲醇选择性氧化合成甲酸甲酯（英文）

甲醇选择氧化制备甲酸甲酯(MF)是延伸甲醇产业链、开发高附加值下游产品的有效途径之一,负载型Au及Pd催化剂在这一反应中表现出优异的低温催化性能。为探索实用、高效和易再生的甲醇选择氧化催化剂,同时揭示双金属颗粒中Au和Pd的协同效应及甲醇氧化反应机理,本研究制备了一系列二氧化硅负载的Au-Pd催化剂(Au-Pd/SiO2),详细研究了其对甲醇选择氧化制甲酸甲酯的催化性能。结果表明,Au和Pd总负载量为0.6%、且Au/Pd质量比为2时,所制备的Au2-Pd1/SiO2催化剂表现出优异的甲醇氧化催化性能;在130℃下,甲醇转化率达到57.0%,MF选择性为72.7%。多种表征结果显示,Au-Pd双金属纳米颗粒粒径为2-4 nm,高度分散于SiO2载体表面,倾向于生成孪晶结构并暴露(111)晶面,这些因素是AuPd/SiO2具有优异催化性能的主要原因。通过DRIFTS表征研究,提出了一个可能的MF生成机理:即甲醇首先与处于Au-Pd纳米粒子界面的表面氧作用,生成化学吸附的甲氧基;随后,甲氧基经去质子作用生成吸附的甲醛物种,后者与相邻的甲氧基物种亲核反应,并经β-H消除后得到目标产物MF。     

不同温度焙烧的Au-Pd/SiO2催化剂上甲醇选择性氧化制备甲酸甲酯

以溶胶固定法制备了Au-Pd/SiO₂催化剂,考察了催化剂焙烧温度对甲醇选择氧化制甲酸甲酯反应性能的影响。在200~500℃,400℃焙烧的Au-Pd/SiO₂具有最好的低温催化性能,在室温下就有活性,反应温度为100℃时甲醇转化率为25.3%,甲酸甲酯的选择性为100%。采用BET、XRD、UV-vis DRS、XPS、TEM和DRIFTS技术对催化剂进行表征,结果表明,催化剂中活性组分Au和Pd的高分散性,合适的Au和Pd粒径,Au-Pd合金的形成以及Au和Pd之间的强相互作用力,有利于甲醇氧化为甲酸甲酯反应的进行。初步推测出了甲醇在Au-Pd/SiO₂上氧化为甲酸甲酯的反应机理,甲醇在Au-Pd/SiO₂催化剂上是通过甲氧基中间体得到甲酸甲酯的。     

AXAFS技术在Ni/ZnO吸附剂上模型油反应吸附脱硫机理研究中的应用

原子X射线吸收精细结构（AXAFS）由吸收原子的外围束缚电子对出射光电子波的背散射引起,AXAFS信号与嵌入原子势能、原子间隙势能和吸收原子电子密度的分布密切相关,可以作为精确的探针来探测原子的电子化学结构。研究利用AXAFS技术,以Ni/ZnO脱硫吸附剂为研究对象,探讨了模型油在不同气体气氛下的脱硫反应机理。结果表明,在氢气气氛下、350 ℃和3.0 MPa的条件下,从Zn元素的原位AXAFS谱图中可观察到脱硫过程中Zn元素的化学态变化。根据这些结果,揭示了氢气在脱硫过程中的重要作用,阐述了原位反应条件下吸附剂中Zn元素的化学态变化。     

AXAFS技术在Ni/ZnO吸附剂上模型油反应吸附脱硫机理研究中的应用

原子X射线吸收精细结构(AXAFS)由吸收原子的外围束缚电子对出射光电子波的背散射引起,AXAFS信号与嵌入原子势能、原子间隙势能和吸收原子电子密度的分布密切相关,可以作为精确的探针来探测原子的电子化学结构。研究利用AXAFS技术,以Ni/ZnO脱硫吸附剂为研究对象,探讨了模型油在不同气体气氛下的脱硫反应机理。结果表明,在氢气气氛下、350℃和3.0MPa的条件下,从Zn元素的原位AXAFS谱图中可观察到脱硫过程中Zn元素的化学态变化。根据这些结果,揭示了氢气在脱硫过程中的重要作用,阐述了原位反应条件下吸附剂中Zn元素的化学态变化。