Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Каталитическое окисление бензилового спирта без растворителей над биметаллом Au-Pd, нанесенным на TiO2:сравнение рутила, брукита и анатаза

Аннотация

TiO 2 Наночастицы биметалла Au-Pd на основе (P25) показали отличные характеристики при каталитическом окислении бензилового спирта без использования растворителей. Однако изучению эффектов TiO 2 было уделено мало внимания исследователям. формы от каталитической активности Au-Pd / TiO 2 . В настоящем исследовании рутил, брукит и анатаз TiO 2 были успешно синтезированы и впоследствии применены в качестве носителя для загрузки наночастиц Au-Pd методом осаждения-осаждения. Результаты экспериментов показали, что конверсия бензилового спирта с использованием рутилового TiO 2 катализатор Au-Pd на носителе выше, чем конверсия анатаза и брукита TiO 2 -загруженные катализаторы Au-Pd. Однако Au-Pd / TiO 2 -рутил показал самую низкую и самую высокую селективность по бензальдегиду и толуолу соответственно. ICP-AES, XRD, XPS и TEM были проведены для характеристики этих катализаторов. Соответствующие экспериментальные результаты показали, что отличные характеристики Au-Pd / TiO 2 -рутильный катализатор объясняется как меньшим распределением размеров наночастиц Au-Pd, так и более высокими концентрациями O α и Pd 2+ частиц на поверхности катализатора. В экспериментах по переработке Au-Pd / TiO 2 -рутильный катализатор показал более низкую стабильность реакции по сравнению с Au-Pd / TiO 2 -анатаз и Au-Pd / TiO 2 -брукит, что может быть связано с нанесением на поверхность большего количества альдегидных продуктов.

Введение

Золото долгое время считалось химически инертным, пока Хатчингс и Харута независимо не обнаружили их превосходную каталитическую активность в гидрохлорировании ацетилена и низкотемпературном каталитическом окислении CO соответственно [1, 2]. Золото, как активный компонент, широко изучалось во многих реакциях, включая реакцию конверсии водяного газа, прямой синтез H 2 О 2 от O 2 и H 2 , и селективное гидрирование коричного альдегида [3,4,5]. Кроме того, реакционная способность и стабильность катализаторов на основе Au могут быть значительно увеличены путем их объединения с Pd. Например, Hutchings et al. обнаружили, что каталитическая активность биметалла Au-Pd, иммобилизованного на TiO 2 (P25) намного выше, чем нанесенные Au или Pd катализаторы для окисления бензилового спирта в отсутствие растворителя [6].

Обычно считается, что каталитическая активность нанесенного биметаллического катализатора Au-Pd тесно связана со свойствами носителя, размером наночастиц и методом приготовления. В качестве носителей катализатора используются восстанавливаемые оксиды металлов, такие как TiO 2 , Главный исполнительный директор 2 , и Fe 2 О 3 получили широкое распространение благодаря сильному взаимодействию между металлами и носителем, а также легкой активации молекулярного кислорода. TiO 2 , как типичный кандидат в носитель, был тщательно изучен для нанесения Au-Pd, который также показал выдающуюся каталитическую активность в окислении бензилового спирта. Например, Hutchings et al. сначала приготовили Au-Pd / TiO 2 методом иммобилизации золя и применяется для селективного каталитического окисления спиртов до альдегидов. Соответствующие результаты показали, что легирование Au с Pd может привести к 25-кратному увеличению активности по сравнению с Au-катализатором при сохранении селективности [6]. Chadwick et al. недавно приготовили биметаллический Au-Pd / TiO 2 нанотрубок с использованием коллоидного синтеза и иммобилизации на свободных от натрия Ti-нанотрубках, которые показали превосходные каталитические характеристики для окисления бензилового спирта до бензальдегида [7]. Zheng et al. разработана серия Au @ Pd / TiO 2 катализаторы с высокодисперсным Pd двухстадийным методом фотоосаждения, которые также выступали в качестве высокоактивного катализатора аэробного окисления бензилового спирта в условиях отсутствия растворителя [8]. Ли и др. принял био-восстановительный подход с экстрактом cacumen platycladi для производства Au-Pd / TiO 2 а затем применил его для окисления бензилового спирта без использования растворителей. Катализатор продемонстрировал отличные каталитические характеристики, долговечность и возможность повторного использования [9].

Наиболее широко используемый тип TiO 2 это P25. Однако признано, что диоксид титана содержит три различные формы:рутил, брукит и анатаз. До сих пор было видно, что влияние TiO 2 о каталитической активности сообщалось только в фотокаталитических реакциях и реакциях каталитического окисления газ-твердое тело, таких как CO 2 фотокаталитическое восстановление, каталитическое окисление CO и NH 3 селективное каталитическое восстановление NO x [10,11,12]. Общепризнано, что анатаз TiO 2 , как носитель, обычно проявляет лучшую каталитическую активность, чем у рутила и брукита TiO 2 . Тем не менее эта точка зрения противоречит некоторым экспериментальным результатам. Dai et al. использовали метод осаждения-осаждения для загрузки Au на поверхность анатаза, рутила, брукита TiO 2 , и P25 соответственно, и исследовали их каталитическую активность в окислении CO. Соответствующие результаты свидетельствуют о том, что брукит TiO 2 Золотой катализатор на носителе поддерживает наивысшую каталитическую активность за счет более мелких наночастиц Au на поверхности [11]. Yao et al. подготовил CeO 2 / anatase, CeO 2 / brookite и главный исполнительный директор 2 / рутил с традиционным методом пропитки по начальной влажности и сравнили их NH 3 -SCR каталитические характеристики. Результаты экспериментов показали, что оптимальные каталитические характеристики могут быть получены при использовании CeO 2 / рутил, что может быть связано с его превосходными окислительно-восстановительными характеристиками, более высокой концентрацией кислотных центров, Ce 3+ частиц и адсорбированных форм кислорода на поверхности катализатора [12]. Ли и др. изучил СО 2 фотовосстановление водяным паром над рутилом, анатазом и брукитом TiO 2 ; результаты экспериментов показали, что брукит TiO 2 показали лучшие фотокаталитические характеристики по сравнению с анатазом и рутилом, что связано с самым низким энергетическим барьером образования кислородной вакансии на поверхности брукита [10].

Хотя Au-Pd / TiO 2 Катализатор показал выдающуюся каталитическую активность в окислении бензилового спирта, влияние TiO 2 -содержащая форма Au-Pd на каталитические характеристики до настоящего времени не исследовалась. Следовательно, важно провести сравнительные эксперименты, чтобы изучить различия в каталитической активности и выявить причины различных каталитических характеристик TiO 2 -поддержка Au-Pd на рутиле, бруките и анатазе TiO 2 . В настоящей работе изучалась каталитическая активность окисления бензилового спирта над биметаллом Au-Pd, нанесенным на анатаз, рутил и брукит соответственно. Между тем, были применены XRD, ICP-AES, XPS и TEM, чтобы выявить эффект TiO 2 форма от физико-химических свойств Au-Pd / TiO 2 .

Методы

Все химические реактивы были закуплены у компании Aladdin (Шанхай, Китай) и использовались в полученном виде:мочевина (99,9% металлической основы), водный раствор дигидроксида бис (лактата аммония) титана (подлежит уточнению, 50% в воде), TiCl 4 (99,99% металлов), этанол (≥ 99,5%, чистота), H 2 SO 4 (> 98%, чистота), PdCl 2 (99,99% металлы), HAuCl 4 · 3H 2 О (≥ 99,9% металлических примесей), бензиловый спирт (99,8%, чистота). О 2 (99,999%, чистота) было поставлено Taiyuan Iron and Steel Corporation.

Синтез TiO2 брукита и анатаза 2 [13]

Для приготовления брукита TiO 2 Сначала смешивали 8 мл раствора TBD (50%) и 17 г мочевины, затем раствор смеси доводили до 80 мл путем добавления дополнительной деионизированной воды. Затем полученный раствор переносили в автоклав с тефлоновым покрытием объемом 200 мл, который инкапсулировали и выдерживали при 160 ° C в течение 24 часов. Когда автоклав охлаждали до комнатной температуры, осадки фильтровали, промывали и сушили. Наконец, полученный порошок прокалили при 500 ° C в течение 5 часов.

Для приготовления анатаза TiO 2 , мы только скорректировали дозировку мочевины с 17 до 0,48 г и повторили шаги, указанные выше.

Синтез рутилового TiO 2 [10]

Для рутила TiO 2 , необходимое количество TiCl 4 растворяли в этаноле при перемешивании. После образования желтоватого золя к вышеуказанному раствору по каплям добавляли воду при перемешивании. Молярное соотношение TiCl 4 , этанол и вода регулировались на уровне 2:20:280. Полученную смесь перемешивали еще 3 часа и выдерживали при 50 ° C в течение 24 часов в хорошо закрытом автоклаве. Затем белый осадок центрифугировали, промывали и сушили. Наконец, полученный продукт также прокалили при 500 ° C в течение 5 часов.

Приготовление отложений Au-Pd на бруките, анатазе и рутиле

Чтобы сохранить молярное соотношение Au:Pd 1:1, номинальные нагрузки Au и Pd на Au-Pd / TiO 2 катализаторы составляли 1,00 мас.% и 0,54 мас.% соответственно. 1,00 мас.% Au-0,54 мас.% Pd / TiO 2 (брукит, анатаз и рутил) получали методом осаждения-осаждения с мочевиной в качестве осадителя. Обычно для приготовления Au-Pd / TiO 2 -брукит, 2 мл водного раствора HAuCl 4 (5 мг Au / мл), 1,08 мл водного раствора PdCl 2 (5 мг Pd / мл), 0,985 г брукита TiO 2 и 3,48 г мочевины добавляли в 100 мл деионизированной воды при перемешивании при комнатной температуре. Раствор смеси перемешивали при 80 ° C в течение 6 часов. Затем полученный раствор выдерживали при комнатной температуре еще 12 ч. Затем осадок центрифугировали, промывали и сушили. Наконец, полученный продукт прокалили при 300 ° C в течение 2 часов со скоростью нагрева 2 ° C / мин.

Для простоты приготовленный TiO 2 -брукит, TiO 2 -рутил, TiO 2 -анатазные катализаторы Au-Pd / TiO 2 -брукит, Au-Pd / TiO 2 -рутил и Au-Pd / TiO 2 -анатазные образцы обозначены как TiO 2 -B, TiO 2 -R, TiO 2 -A, ATB, ATR и ATA соответственно.

Окисление бензилового спирта

Каталитическое окисление бензилового спирта проводили в реакторе с механическим перемешиванием, используя мин-клавы объемом 50 мл, облицованные стеклом (Anhui Kemi machinery Technology Co., Ltd, Китай). Обычно в реактор вводили 15 мл бензилового спирта и 0,05 г катализатора, и реактор герметично закрывали и продували 5 раз O 2 . . Впоследствии в реакторе повысили давление до 0,3 МПа с помощью O 2 . при комнатной температуре. Реакционную смесь нагревали до необходимой температуры при 1000 об / мин. Реактор также был соединен с кислородным резервуаром с целью восполнения израсходованного кислорода во время реакции. Продукты реакции анализировали с помощью ГХ (FuLi GC9790, Чжэцзян, Китай), снабженной пламенно-ионизационным детектором (FID) и колонкой DM-5 (30 м × 0,25 мм × 0,25 мкм). Чтобы гарантировать надежность данных, каждая группа экспериментов была повторена как минимум дважды, и каждая точка данных была определена с помощью ГХ трижды.

Чтобы исследовать стабильность каталитической активности, повторно используемый катализатор использовали в трех каталитических кругах. После каждого цикла катализатор собирали и промывали ацетоном, а затем нагревали при 80 ° C в течение 16 часов.

Характеристика

XRD порошка выполняли на дифрактометре Rigaku D / max-RC с излучением CuKα при 40 кВ и 25 мА ( λ =0,15418 нм). Интенсивности регистрировали в диапазоне сканирования 10–90 ° со скоростью 8 ° / мин. ICP-AES проводился для количественного определения химического состава приготовленных катализаторов на приборе Agilent 735-ES. Перед измерениями катализатор растворяли в царской водке около 24 ч. Измерения методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии проводили на XPS-спектрометре PHI-1600ESCA System (Perkin-Elmer, США) с использованием немонохроматического излучения Mg-Kα, работающего при 15 кВ и ниже 10 −7 Давление Па при установленной энергии фотоэлектронов 1254 эВ. Приведенные значения энергии связи относятся к энергии связи C1s, равной 284,6 эВ. ПЭМ выполняли на электронном микроскопе JEM-2100, работающем при 200 кВ. Перед анализом этанол использовался для диспергирования образцов порошков с помощью ультразвука, а затем смешанный раствор был нанесен на сетку с углеродной пленкой.

Результаты и обсуждение

XRD был выполнен для исследования кристаллической формы TiO 2 носители и дисперсионные состояния Au-Pd на Au-Pd / TiO 2 катализаторы. Как показано на рис. 1, для приготовленного анатаза TiO 2 были обнаружены десять дифракционных пиков при 25,4, 37,8, 48,1, 54,1, 55,2, 62,9, 68,8, 70,4, 75,1 и 82,7 °. , которые соответствовали стандартной карточке PDF (№ 21-1272). Также можно было обнаружить, что серия пиков на 25,4, 30,9, 32,8, 36,3, 37,4, 40,2, 42,4, 46,2, 48,2, 49,3, 54,4, 55,3, 57,4, 60,2, 62,2, 63,8, 65,1, 66,1, 69,1, 70,7 , 77,2, 82,7 и 87,0 ° обнаружены на приготовленном бруките TiO 2 носитель, который хорошо сочетается со стандартной картой Brookite PDF (Brookite TiO 2 PDF 29-1360). Приготовленный рутиловый TiO 2 имели соответствующие пики при 27,5, 36,1, 39,2, 41,3, 44,2, 54,3, 56,6, 62,7, 64,1, 69,1, 69,9, 76,6, 82,4 и 84,3 °, что также соответствовало рутиловому TiO 2 Карточка PDF (рутиловый TiO 2 PDF 21-1276). Приведенные выше результаты XRD подтвердили, что TiO 2 с формами рутила, брукита и анатаза. Между тем, в среднем TiO 2 размеры кристаллитов были оценены с использованием уравнения Шеррера на основе информации о дифракционных пиках в различных местах ( =25,4 ° для TiO 2 -A, 30,9 ° для TiO 2 -B и 27,6 ° для TiO 2 -Р); Результаты расчетов показали, что размеры наночастиц TiO 2 были расположены в следующей последовательности:TiO 2 -R (27,6 нм)> TiO 2 -B (18,9 нм)> TiO 2 -A (11,2 нм). После нанесения наночастиц биметалла Au-Pd на поверхность TiO 2 носителей, на подготовленных Au-Pd / TiO 2 дифракционных пиках, отнесенных к Au или Pd, обнаружено не было. узоры. Это явление не только указывало на то, что Au и Pd были сильно диспергированы с частицами меньшего размера (например, 3 ~ 5 нм), что не может быть обнаружено с помощью XRD, но также предполагало, что кристаллическая структура TiO 2 на перевозчиков не повлияла загрузка Au и Pd.

Картины XRD TiO 2 -A, ATA, TiO 2 -B, ATB, TiO 2 -R и ATR образцы

Для определения фактического содержания Au и Pd в подготовленных Au-Pd / TiO 2 катализаторов, ИСП-АЭС. Соответствующие результаты приведены в таблице 1. Было обнаружено, что фактические объемные концентрации металла были ниже номинальных значений, что могло быть вызвано выщелачиванием слабо адсорбированных наночастиц Au-Pd в процессе фильтрации или промывки.

XPS, как метод поверхностно-чувствительного зонда, проводился для определения состава элементов поверхности и химического состояния. На рисунке 2 показаны спектры Au (4f), Pd (3d), O (1 с) и Ti (2p) для наночастиц Au-Pd, нанесенных на TiO 2 . катализаторы. Как показано на рис. 2.1, спектры Au 4f были обнаружены в двух местах на каждом катализаторе, но конкретные положения двух пиков были немного разными. Общеизвестно, что спектр 4f Au в металлическом состоянии обычно показывает два вклада (4f 7/2 и Au 4f 5/2 ), которые располагались при 84,0 и 87,7 эВ соответственно [14]. Наблюдаемый отрицательный сдвиг спектров Au 4f для этих трех Au-Pd / TiO 2 катализаторы можно объяснить электронной модификацией частиц Au частицами Pd, что также предполагает сильное взаимодействие между частицами Au и Pd. Кроме того, на подготовленном Au-Pd / TiO 2 ионных частицах Au обнаружено не было. катализаторы.

XPS-спектры ( 1 ) Au 4f, ( 2 ) Pd 3d, ( 3 ) O1s и ( 4 ) Ti 2p) для образцов ATA, ATB и ATR

На рисунке 2.2 показаны XPS-спектры областей основного уровня Pd 3d образцов ATA, ATB и ATR. Согласно предыдущим сообщениям, полосы Pd 3d могут быть деконволюционированы на четыре субпика; Pd 3d 3/2 и 3d 5/2 пики около 335 и 341 эВ приписываются металлическому Pd 0 [15], Pd 3d 5/2 и 3d 7/2 с центром около 337 и 342 эВ относятся к Pd 2+ [16]. Очевидно, Pd 0 и Pd 2+ сосуществовали на поверхности катализатора, судя по результатам анализа. Процент Pd 2+ виды на Au-Pd / TiO 2 катализаторы были получены методом XPS подгонки площадей Pd 2+ / (Pd 2+ + Pd 0 ). Содержимое Pd 2+ на поверхности катализатора располагались в следующем порядке:ATR (55,4%)> ATB (48,2%)> ATA (34,8%). Принято считать, что образование Pd 2+ частицы на поверхности катализатора тесно связаны с процессами сушки и прокаливания [17]. Тем не менее, более высокие отношения Pd 2+ на ATR и ATB указано, что TiO 2 носитель также сыграл важную роль в стимулировании образования Pd 2+ , который может поставлять кислород для производства Pd 2+ . Существование Pd 2+ разновидности также демонстрируют, что некоторые Pd не могут сплавиться с Au; об этом явлении сообщалось в аналогичном Au-Pd / CeO 2 катализатор [18].

XPS-спектры O1 на катализаторах ATA, ATB и ATR представлены на рис. 2.3. Как сообщалось, пик O1s можно разделить на два субпика. Подполосу при более низкой энергии полос (529,1 эВ) можно отнести к решеточному кислороду (O β ), а подполоса с более высокой энергией связи (531,0 эВ) может быть отнесена к поверхностно адсорбированному кислороду (O α ). В традиционных реакциях каталитического окисления адсорбированный на поверхности кислород обычно проявляет более высокую реакционную способность, чем решеточный кислород, из-за его более высокой подвижности [19]. Следовательно, O α отношения этих трех Au-Pd / TiO 2 катализаторы рассчитывались по площадям аппроксимации XPS O α / (O α + O β ). Было обнаружено, что O α коэффициент ATR (43,8%) выше, чем O α соотношение на АТБ (38,7%) и АТА (20,2%). О α соотношение также можно применять для оценки содержания кислородных вакансий на поверхности катализатора, которые играют ключевую роль в стабилизации наночастиц Au-Pd на катализаторе и повышении каталитической активности. О α соотношения соответствуют Pd 2+ концентрации на поверхности катализатора. На рис. 2.4 представлены XPS-спектры Ti2p. Пики сосредоточены примерно при 464,2 и 458,4 эВ; это можно отнести к Ti 2p 1/2 и Ti 2p 3/2 из Ti 4+ в TiO 2 соответственно, что указывает на то, что Ti находился в степени окисления +4 [20].

Концентрации атомов на поверхности, полученные из результатов определения характеристик XPS, суммированы в таблице 2. По сравнению с объемными составами Au-Pd, определенными с помощью ICP-AES, можно обнаружить, что содержание Au на поверхности Au-Pd / TiO 2 катализаторов ниже, чем в соответствующем объеме. Концентрации Pd на поверхности катализатора также демонстрировали аналогичную тенденцию, за исключением Pd на ATR. На основании определенных концентраций Au и Pd на поверхности катализатора были рассчитаны молярные отношения Au / Pd и ранжированы следующим образом:ATA> ATB> ATR. Эти значения оказались ниже номинальных и объемных значений Au / Pd, что предполагает взаимодействие между металлическими наночастицами и TiO 2 тесно связан с бланками-носителями.

ПЭМ была проведена для исследования морфологии катализаторов и распределения наночастиц Au-Pd по размерам на поверхности катализатора. Соответствующие ПЭМ-изображения и гистограммы распределений Au-Pd представлены на рис. 3. Примечательно, что для расчета среднего размера частиц были измерены более 100 наночастиц. Как показано на фиг. 3a, явление агломерации носителя, наблюдаемое на катализаторе ATA, и распределение наночастиц Au-Pd по размерам можно описать с использованием логнормального распределения со средним размером приблизительно 4,6 нм. Между тем было обнаружено, что брукит TiO 2 имели стержнеобразную форму, а средний размер наночастиц Au-Pd на ATB был меньше, чем размер наночастиц на ATA. Этот результат согласуется с отчетом Дая [11]. Для катализатора ATR он получил наиболее однородную дисперсию наночастиц Au-Pd на поверхности катализатора и был получен наименьший средний размер частиц (4,1 нм). Результаты ПЭМ показали, что средний размер частиц и гранулометрический состав сильно зависят от свойств и форм носителя катализатора.

ПЭМ-изображения и гистограммы распределения частиц Au-Pd по размерам для ATA ( a 1 , а 2 ), ATB ( b 1 , b 2 ) и ATR ( c 1 , c 2 ) катализаторы

Измерение каталитической активности

Наночастицы Au-Pd, нанесенные на различные формы TiO 2 были исследованы на окисление бензилового спирта с чистым кислородом 0,3 МПа при 120 ° C в условиях отсутствия растворителя. Соответствующие результаты показаны на фиг. 4. Как видно из рисунка, конверсия бензилового спирта на катализаторе ATR достигла примерно 65,11% через 3 часа реакции. Однако конверсия бензилового спирта 60,01% и 51,75% могла быть получена на катализаторах ATB и ATA при тех же условиях. Кроме того, выяснилось, что конверсия бензилового спирта на протяжении всего периода исследования может быть организована в следующем порядке:ATR> ATB> ATA. Согласно результатам исследования XPS, мы можем обнаружить, что O α и Pd 2+ отношения также показали аналогичные тенденции, которые показали, что O α и Pd 2+ соотношения играют ключевую роль в определении каталитических характеристик. Кроме того, результат ПЭМ показал, что меньший размер частиц Au-Pd был получен на ATR, что также полезно для усиления каталитической активности. Как мы все знаем, основными продуктами реакции окисления бензилового спирта являются бензальдегид и толуол, а к остальным побочным продуктам относятся бензол, бензойная кислота и бензилбензоат. Все эти продукты были обнаружены в ходе наших экспериментов, и типичный случай приведен в таблице 3, что согласуется с литературными данными по окислению бензилового спирта на катализаторах с иммобилизованным Au-Pd [21, 22]. Между тем, было обнаружено, что катализатор ATR демонстрирует более высокую селективность по толуолу и более низкую селективность по бензальдегиду по сравнению с катализаторами ATA и ATB в течение всего процесса реакции (рис. 5).

Конверсия бензилового спирта как функция времени, достигнутая на ATA, ATB и ATR

Селективность по бензальдегиду и толуолу как функция времени, полученная на ATA, ATB и ATR

Для дальнейшего исследования стабильности Au-Pd / TiO 2 катализаторов окисления бензилового спирта, каталитические свойства катализаторов ATA, ATB и ATR были изучены при многократном использовании. Соответствующие результаты представлены на фиг. 6. После каждой оценки активности катализатор отделяли от раствора смеси центрифугированием, затем промывали ацетоном и нагревали при 80 ° C в течение 16 часов. Было обнаружено, что образцы ATA и ATB показали более высокую каталитическую стабильность по сравнению с образцом ATR. Конверсия бензилового спирта в 1-м, 2-м и 3-м рециклах составила 51,28%, 51,06% и 51,49% соответственно для катализатора ATA и 59,78%, 59,54%, 58,76% соответственно для образца ATB. Однако конверсия бензилового спирта в образце НПВО значительно снижалась после каждого цикла; каталитическая активность снизилась с начальных 65,11% до конечных 59,22%, что могло быть связано с отравлением палладием. Pd отравился, когда катализатор был насыщен продуктами реакции. Широко известно, что катализатор на основе Pd легко дезактивируется из-за проблемы десорбции альдегидных продуктов на поверхности катализатора [22,23,24,25]. В нашем случае по результатам измерений XPS было обнаружено, что ATR содержит самую высокую концентрацию Pd (0,65 атомных%) на поверхности катализатора.

Повторное использование катализаторов ATA, ATB и ATR в окислении бензилового спирта без растворителя

Заключение

В заключение, наночастицы Au-Pd с молярным соотношением 1:1 были нанесены на различные формы TiO 2 . методом осаждения-осаждения. Окисление бензилового спирта было выбрано в качестве пробной реакции для исследования каталитической активности в отсутствие растворителей. Основываясь на результатах характеристики и оценки активности, можно было обнаружить, что каталитическая активность Au-Pd / TiO 2 катализатор был прочно связан с TiO 2 форма. Результаты характеризации XPS и TEM показали, что поверхность ATR содержала больше O α и Pd 2+ концентрации вместе с меньшим размером наночастиц Au-Pd по сравнению с катализаторами ATB и ATA, которые сыграли решающую роль в достижении высокой конверсии бензилового спирта. Однако катализатор ATR демонстрирует более низкую каталитическую стабильность по сравнению с катализаторами ATA и ATB, что может быть связано с охватом большего количества альдегидных продуктов на поверхности во время процесса реакции.

Доступность данных и материалов

Все данные полностью доступны без ограничений.

Сокращения

ATA:

Au-Pd / TiO 2 -анатаза

ATB:

Au-Pd / TiO 2 -брукит

ATR:

Au-Pd / TiO 2 -рутил

FID:

Детектор ионизации пламенем

GC:

Газовая хроматография

ICP-AES:

Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой

TBD:

Дигидроксид бис (лактата аммония) титана

ТЕМ:

Просвечивающий электронный микроскоп

TiO 2 -A:

TiO 2 -анатаза

TiO 2 -B:

TiO 2 -брукит

TiO 2 -R:

TiO 2 -рутил

XPS:

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

XRD:

Рентгеновская порошковая дифракция


Наноматериалы

  1. Наножидкости TiO2 - Часть 1:Приготовление и свойства
  2. Одноэтапный способ электропрядения нановолокон рутилового TiO2, модифицированного SrTiO3, и его фотокаталитичес…
  3. Получение и повышенная активность каталитического гидрирования наночастиц Sb / палигорскита (PAL)
  4. На пути к наножидкости TiO2 - Часть 2:Приложения и проблемы
  5. Влияние распределения наночастиц золота в TiO2 на оптические и электрические характеристики сенсибилизирован…
  6. Сравнение металлических электродов с рисунком типа Nanohole и Nanopillar, используемых в органических солнечных элем…
  7. Структурные и оптические свойства в видимой и ближней инфракрасной области спектра TiO2, легированного хромом…
  8. Массивы нанотрубок TiO2:изготовлены с помощью мягко-твердого шаблона и зависимости характеристик эмиссии поля…
  9. Определение каталитической активности наночастиц TiO2, легированных переходными металлами, с помощью спектро…
  10. Сравнение хонингования и притирки