多孔pdtio2-al2o3催化剂的制备及其对乙醇的完全氧化性能研究

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：—』萼缝L日期：型丝兰!之关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送

2、和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：善巨聋日期：导师签名：{n嘻％日期：万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文多子LPd／Ti02．A1203催化剂的制备及其对乙醇的完全氧化性能研究摘要作为材料科学重要研究领域之一，有序多孔材料主要包括有序多孔非金属材料和有序多孔金属材料，目前常见的有Ti02、A1203、Si02、Zr02、Sn02、分子筛以及沸石等。其中，Ti02是一种重要的半导体材料，纳米Ti02廉价、无毒、稳定性好，并且具有优异的电学、光学和化学性能，在催化、传感器、光电转换等领域有着广泛的应用。有序多孑L

3、TiO：材料具有多孔材料的一般特性，如孔径尺寸均匀可调、孔径分布窄、孔结构规则有序、孔隙率高及比表面积大等。有序多孔Ti02材料的孔壁通常由纳米TiOz粒子组成，因此其结合了有序多孔结构材料和纳米粒子的优良特性，更有利于产生新颖的功能特性。而且，介孔Ti02的孔道结构也有助于反应物和生成物的扩散，从而增加反应速率。但是介孔TiO：材料也存在许多不足，如热稳定性不高、表面酸性较弱等，为了提高有序多孔TiO：的催化性能，研究人员通过各种手段对其进行改性，如掺杂其它离子、复合其它氧化物等。其中，多孔A1203一Ti02复合材料可以将A1203与Ti02的优点集于一身，从而表现出优

4、异的载体性能。本课题前期工作发现，采用溶胶．凝胶法和等体积浸渍法制备的催化剂1％Pd／7．A1203．Ti02(95％)具有良好的催化乙醇氧化的性能，但同时它本身也存在许多不足，如比表面积小、热稳定性差、选择性差等。本课题保持催万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文化剂1％Pd／y—A1203．Ti02(95％)的组成不变，采用模板剂法将其制备成多孔材料，通过催化乙醇氧化活性和C02选择性测试对改性的催化剂进行评价，并借助XRD、N2吸附一脱附、TEM、FT-IR等表征手段对催化剂的结构进行了探讨。具体研究结论如下：(1)在线检测结果表明，经过250。C焙烧的样品具有最好的

5、催化性能，且复合载体催化剂对乙醇催化氧化的活性和选择性在各个反应温度下都明显优于单Yi02载体催化剂。(2)模板剂pH值对催化剂的活性和选择性产生了重要影响：在pH=10的溶液环境下合成的催化剂催化乙醇氧化的活性和选择性最好，pH越高，催化剂的活性和选择性越低。(3)用模板剂法和溶胶．凝胶法制备的复合载体催化剂，其催化乙醇氧化反应的副产物中都含有一氧化碳、乙醚、乙醛和甲烷。但是，用模板剂法制备的催化剂，其催化反应副产物中没有乙酸乙酯，而溶胶一凝胶法制备的催化剂催化反应中有乙酸乙酯的生成。(4)小角XRD结果表明，低温焙烧(<250℃)的样品表现出明显的有序介孔结构，高温焙烧

6、则会导致孔结构的坍塌。Pd／AT-250小角衍射峰强度几乎是Pd／AT-150的四倍，这说明焙烧过程中Pd／AT-250样品的孔壁晶化度提高。(5)广角XRD结果表明，250。C焙烧的载体和催化剂都具有Ti02锐钛矿结构特征衍射峰，且单一载体TiO：还出现了板钛矿结构衍射峰。(6)N2吸附一脱附结果表明，添加具有较大比表面积的丫．A1203，可以大幅提高复合载体Y—A1203．Ti02的比表面积和孔容；焙烧温度升高时，复合载体的比表面积和孔容均下降；250。C处理的载体和催化剂吸附等温线都属于IVII万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文型，这是具有良好发达中孔的特征。(7

7、)高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)表征结果显示，250。C焙烧的载体和催化剂都呈蠕虫状介孔结构，Ti02以锐钛矿结构存在，且单一载体Ti02的介孔结构较复合载体更加均匀。(8)傅里叶红外光谱的结果表明，Pd／AT-250样品中无模板剂十二胺的残留，复合载体和催化剂中的Ti02主要是以锐钛矿晶体的形式存在，这与XRD表征相一致。关键词：介孔Ti02，复合介孔丫一A1203一Ti02，模板剂法，乙醇燃料，乙醇催化氧化III万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文IV万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文T髓C0Ⅳ呼L