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超声辅助乙二醇还原法制备生物炭负载纳米钯催化剂及其催化性能研究*

2021-12-23张帅周白雪峰

化学与粘合 2021年6期
关键词:催化剂

张帅周,白雪峰

(黑龙江省科学院 石油化学研究院,黑龙江 哈尔滨150040)

引 言

负载型钯纳米催化剂具有大的比表面积,优良的光电与力学特性,是Suzuki 反应、加氢反应和氧化反应常用的催化剂,在有机合成、化学制氢和污染处理等领域应用广阔[1~3]。载体起着负载和分散钯纳米颗粒的作用,能抑制金属纳米粒子的团聚,有利于小尺寸钯纳米颗粒的形成[4]。常用载体有碳材料、水滑石、分子筛、金属氧化物及高分子材料等[4~7]。椰壳活性炭是由椰壳精炼而成的无定型粒状物,具有比表面积大、孔隙发达、耐磨性好、吸附性强、成本低廉、绿色环保等特性。

负载型纳米催化剂的常见制备方式有液相浸渍法、沉积沉淀法、离子交换法及化学气相沉积法等。近年来,研究成果显示采用超声辅助方法制备高分散负载型钯纳米催化剂是一个行之有效的途径[8~10]。超声能产生独特的声空化作用,对活性物质有良好的还原效果,能极大提升催化剂的催化性能。超声辅助法符合“绿色化学”的观点,合成过程中几乎没有污染,常用于合成非均相钯纳米催化剂[11]。

在负载型钯纳米催化剂的合成过程中,通常加入强度不同的还原性物质。水合肼和NaBH4强还原剂的优点是反应速率快,缺点是过程控制难,成本昂贵及污染环境。而醇类化合物等弱还原剂主要优势是绿色友好,但在实际应用中存在反应温度高,时间长及用量大等问题[12]。研究发现,采用超声辅助方法,能在温和条件下极大改善乙二醇等弱还原性物质的还原性能,使得负载型催化剂的合成过程更加绿色高效,具有十分广阔的前景[13]。……

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