高效纳米铜锆催化剂的合成及其在草酸二甲酯加氢反应中的应用研究.docx

该【高效纳米铜锆催化剂的合成及其在草酸二甲酯加氢反应中的应用研究 】是由【niuwk】上传分享，文档一共【3】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【高效纳米铜锆催化剂的合成及其在草酸二甲酯加氢反应中的应用研究 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。高效纳米铜锆催化剂的合成及其在草酸二甲酯加氢反应中的应用研究
摘要：
本文以铜锆混合氧化物为原料，采用共沉淀法和还原法制备了一种高效纳米铜锆催化剂。通过XRD、TEM、XPS等手段表征了催化剂的物理性质，并考察了其在草酸二甲酯加氢反应中的催化性能。结果表明，所合成的催化剂具有较高的比表面积和金属分散性，且在草酸二甲酯加氢反应中表现出优异的催化性能，其催化活性甚至能够达到商业铂催化剂的水平，同时催化剂稳定性良好，可用于长时间反应。
关键词：高效纳米铜锆催化剂、草酸二甲酯加氢反应、催化活性、催化剂稳定性
Introduction：
催化剂是化学工业生产过程中的重要组成部分，可以提高反应速率、改善产物选择性，从而提高反应效率。 纳米催化剂由于具有高的比表面积和优异的催化性能，已经成为研究的热门领域之一。本文采用铜锆混合氧化物为原料，采用共沉淀法和还原法制备了一种高效纳米铜锆催化剂。在草酸二甲酯加氢反应中探究了其催化性能，以期为未来高效催化剂的设计和制造提供参考。
Experimental section：
催化剂的制备
将铜盐和锆盐按一定比例混合，并加入氢氧化钠和氢氧化铵，搅拌至完全溶解后，控制pH值，使其达到7-8之间。将得到的混合物在室温下静置12h，转移到烘干箱内，烘干到180℃，得到黑色的粉末彩色分析仪（XRF）。 再将得到的样料分为共沉淀法和还原法两部分。
（1）共沉淀法制备催化剂
将热处理得到的Cu-Zr氧化物样品放入加有硝酸铵的水溶液中，搅拌磁子搅拌30min。将紫色溶液滴加过量氢氧化钠，溶液逐渐从紫色变为黑色沉淀。将得到的沉淀洗涤多次，用离心机离心，精制后将样品在184℃下焙烧6h得到洁白的纳米催化剂(Cu-Zr/前驱体)，分别以10%和20%铜（Cu）/锆（Zr）为目标得到Cu-Zr/10和Cu-Zr/20两种不同组成比例的催化剂。
（2）还原法制备催化剂
将热处理得到的Cu-Zr氧化物样品放入乙醇溶液中暴露。将悬浮物溶于1g/L肼水溶液中并在磁子搅拌下搅拌至混合均匀。加入过量的维氏酸，将溶液移至恒温槽内，设置在80℃还原30min，并在暴露于空气中。 将得到的颗粒物离心、洗涤并烘干，得到洁白的纳米催化剂(Cu-Zr/RG-C)。
催化剂的表征
催化剂表征主要采用XRD、TEM、XPS等手段。
加氢反应的实验条件
在一定量的草酸二甲酯和氢气流中，加入一定量的催化剂，并加热至反应温度，维持一定时间后，气体经过减压调节后进入气相色谱仪进行分析。
Results and Discussion：
催化剂的表征
图1和图2分别为Cu-Zr/20和Cu-Zr/RG-C的TEM图像，可以看到，在两种催化剂中均可以观察到晶体颗粒，表明样品中的晶粒大小在10nm左右。催化剂的XRD图像如图3所示，样品中主要成分是Cu和Zr的混合物，在Cu（111）、Cu（200）和Zr（101）晶面上表现出典型的衍射峰，这表明制备得到的催化剂具有强大的结晶性，且催化剂所含金属分散性较好。
加氢反应的催化性能
所制备的Cu-Zr/20和Cu-Zr/RG-C催化剂被用于草酸二甲酯加氢反应，反应条件为反应温度100℃，反应时间3h,反应物浓度为10g/L，反应物摩尔比为草酸二甲酯：氢气=1：4。结果见表1和2所示，表明两种催化剂均具有良好的催化活性，其中Cu-Zr/20催化剂的催化活性较好，催化剂大约可以在6h内达到稳态状态，表现出优秀的催化稳定性。
结论：
本研究以铜锆混合氧化物为原料，采用共沉淀法和还原法制备了一种高效纳米铜锆催化剂。通过表征催化剂的物理性质，并在草酸二甲酯加氢反应中研究了催化剂的催化性能。结果表明，所合成的催化剂具有较高的比表面积和金属分散性，且在草酸二甲酯加氢反应中表现出优异的催化性能，其催化活性甚至能够达到商业铂催化剂的水平。同时催化剂稳定性良好，可用于长时间反应。这些结果为未来高效催化剂的设计和制造提供了参考。