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金属负载型MOFs催化剂的制备方法及在催化加氢中的应用进展

2021-08-17陈旭东陶志平贾丹丹

石油炼制与化工 2021年8期
关键词:催化剂

陈旭东,陶志平,赵 杰,贾丹丹,闫 瑞

(中国石化石油化工科学研究院,北京 100083)

金属有机骨架化合物(Metal-Organic Frameworks,MOFs),是由金属离子或金属簇单元与有机配体通过配位作用自组装形成的一类具有周期性多维网络结构的多孔晶态材料[1-2]。近些年在气体存储与分离[3-5]、催化[6]、传感[7]、药物运输[8]等领域都有广泛的应用。相比于传统的催化剂载体材料,如沸石、活性炭、Al2O3等,MOFs具有可设计的丰富的结构类型、较小的密度、超高的比表面积和可功能化的孔结构[9],可提供主体环境用以负载具有催化活性或特殊功能的客体分子。同时,由于MOFs热稳定性相对较差,将MOFs衍生为碳载体负载的催化剂是实现MOFs材料高效催化的方法之一[10-11],是发展迅速的MOFs应用领域。以下将重点介绍金属负载型MOFs基催化剂的制备方法及其在加氢催化反应中的应用情况。

1 MOFs和金属纳米粒子的复合方法

随着MOFs领域研究的不断加深,其合成方法也不断发展,目前应用较多的MOFs合成方法包括溶剂热法、微波法、超声法、电化学法、机械化学法等[12-13]。MOFs骨架中的金属基本都属于配位饱和状态,催化活性很弱,而将金属纳米粒子与MOFs复合后得到的金属纳米颗粒/MOFs(MNPs/MOFs),既能发挥金属粒子原有的催化活性,又可以充分利用MOFs有序的孔道结构对金属纳米粒子起到很强的限域效应,防止金属颗粒团聚,继而显著提高催化剂活性和稳定性。将MOFs和金属纳米粒子复合的方法通常有两种:一种是将MOFs作为纳米金属粒子的载体,通过浸渍法或沉淀法等将金属纳米粒子复合;……

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