Pt/CNTs催化剂的制备及其纤维素转化性能研究开题报告

 2021-08-08 14:12:40

1. 研究目的与意义

通过分布最为广泛的可再生生物资源纤维素来制备乙二醇、丙二醇等大宗化学品是解决现今人类发展资源需求及资源紧缺现状矛盾的一个极富研究意义的课题。

开发新型纤维素加氢催化剂以提高纤维素加氢反应中的产物选择性对在这一思路上的探索具有极为重要的意义该研究旨在探索对于纤维资源的高效快速催化,期望实现资源高效利用、缓解当前全球面临的能源危机问题

2. 国内外研究现状分析

(1) ru/c 催化剂催化纤维素加氢研究进展刘海超等人使用ru/c催化剂在243℃的热水进行纤维素加氢,得到纤维素转化率85%,山梨(糖)醇选择性35%的实验结果。

并发现,在反应体系中引入无机酸(如磷酸、硫酸等)可以很好地促进纤维素水解反应的发生,从而优化制备山梨(糖)醇的结果。

之后palkovits r等人使用木材为原料进一步进行探索,发现以硫酸和 ru/c 为催化剂,106℃、5mpa h2的反应条件下,可得到纤维素转化率92%,山梨(糖)醇产率36%的结果 (2) w2c 催化剂催化纤维素加氢研究进展 张涛等在使用w2c 催化剂还原纤维素时意外地发现有大量的乙二醇生成,w2c催化剂不仅能够还原纤维素,还能够选择性地切断碳碳键得到乙二醇,经过该小组的不断研究,目前由纤维素制乙二醇的最高产率可达72%。

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3. 研究的基本内容与计划

纳米碳管(cnts)具有中空管结构,优异的电子性质,吸附性能,力学及热力学稳定性能等特点,是最有前途的催化剂载体材料之一,金属/纳米碳管催化剂可有效的将活性金属颗粒的直径控制在纳米级,显著提高催化剂的各种性能(1) mwcnts的预处理碳纳米管表面必须干净,目前普遍使用的纯化方法是氧化法,如空气氧化,硝酸氧化,混酸氧化,双氧水氧化,高锰酸钾氧化,koh化学活化等。

此外也可在高温下用co2或h2处理。

酸处理能增加碳纳米管表面亲水性基团,使得活性金属pt易于在其表面分散和沉积,从而提高催化剂活性;而koh化学活化通过高温下koh与碳纳米管反应,增加碳纳米管表面缺陷,从而改善碳纳米管的疏水性,并大大提高催化剂的比表面积,使得活性pt金属颗粒更加易于在碳纳米管表面分散和沉积,从而提高了催化剂活性。

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4. 研究创新点

Pt以高度分散在MWCNTs管腔内的纳米粒子形式对反应进行催化,对其催化效率又有极大的提升。

同时MWCNTs管腔的准一维结构产生的限域作用,对反应物在加氢过程中的行为亦会有影响。

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