Pt基催化劑的制備及其全氫化芴催化析氫性能的研究的開(kāi)題報(bào)告

Pt基催化劑的制備及其全氫化芴催化析氫性能的研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景芴（C12H8）系多環(huán)芳香烴中較簡(jiǎn)單的一種，其具有良好的穩(wěn)定性和化學(xué)活性，在藥物、光電器件、涂料、橡膠等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。然而，芴中間體的合成路徑中需要實(shí)現(xiàn)對(duì)C-C雙鍵的全氫化，而常規(guī)的催化劑如鈀、鉑等對(duì)芳環(huán)的加氫反應(yīng)不活躍，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)不盡如人意。有研究表明，Pt基催化劑在芴的全氫化反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化活性和穩(wěn)定性。這是因?yàn)镻t具有良好的分子吸附能力和表面催化活性，同時(shí)其豐富的參與態(tài)使得Pt粒子和其表面雜質(zhì)對(duì)反應(yīng)物的吸附能力比其他催化劑更加優(yōu)越。因此，本研究擬通過(guò)制備Pt基催化劑并進(jìn)行芴全氫化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究，探究Pt催化劑在芴中間體合成中的催化效果和反應(yīng)機(jī)理，為芴合成提供有效的催化劑選擇和反應(yīng)機(jī)理研究依據(jù)。二、研究目的1.設(shè)計(jì)合成Pt基催化劑，優(yōu)化催化劑制備參數(shù)，探究不同催化劑組成及微納結(jié)構(gòu)對(duì)芴全氫化反應(yīng)的影響。2.對(duì)制備的Pt催化劑進(jìn)行表征，包括物理性質(zhì)（比表面積、晶體結(jié)構(gòu)、粒徑分布等）和化學(xué)性質(zhì)（氧化物還原性、催化活性等）的測(cè)試與分析。3.對(duì)芴在不同溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量下的全氫化反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并探究反應(yīng)速率、產(chǎn)物分布等反應(yīng)性能參數(shù)。4.基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)Pt催化劑的吸附、活化、轉(zhuǎn)化等反應(yīng)過(guò)程機(jī)理進(jìn)行分析和探討，并對(duì)催化反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化。三、研究?jī)?nèi)容1.制備Pt基催化劑：結(jié)合單質(zhì)還原法和共沉淀法，設(shè)計(jì)了幾組合成Pt基催化劑的方案，包括Pt-C、Pt-Al2O3、Pt-CeO2、Pt/SBA-15等。分別通過(guò)XRD、TEM、BET、TG-DTA等技術(shù)對(duì)其物理性質(zhì)進(jìn)行表征。2.全氫化芴反應(yīng)：將制備的Pt催化劑加入到芴溶液中，對(duì)其在不同溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量下的全氫化反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。采用GC-MS、NMR等技術(shù)對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行分析與表征。3.催化機(jī)理研究：基于實(shí)驗(yàn)表征和理論分析，探究Pt催化劑在芴全氫化反應(yīng)過(guò)程中的吸附、活化、轉(zhuǎn)化機(jī)理及其對(duì)產(chǎn)物分布和催化性能的影響。并對(duì)催化反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，尋求更加優(yōu)化的催化體系。四、研究意義1.為芴中間體的合成提供高效的催化劑選擇和反應(yīng)機(jī)理研究依據(jù)。2.為Pt催化劑的性質(zhì)和應(yīng)用提供新的研究思路和實(shí)驗(yàn)方法。3.對(duì)于理解多環(huán)芳香烴的加氫反應(yīng)機(jī)理和提高催化劑的活性和穩(wěn)定性具有重要的理論意義和應(yīng)用前景。五、研究方案1.催化劑制備方案的設(shè)計(jì)和優(yōu)化；2.催化劑的表征和反應(yīng)性能評(píng)價(jià)；3.全氫化芴反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和機(jī)理的研究；4.結(jié)果的分析和討論。六、參考文獻(xiàn)1.CuiR,ChenB,WuL,etal.HighlyefficientPt/CNTscatalystsforhydrogenationofnitrobenzene[J].GreenChemistry,2010,12(2):263-267.2.XieT,LiZ,ZhangG,etal.Platinumsupportedongrapheneoxideasaversatileandhighlyactivehydrogenationcatalyst[J].ChemCatChem,2017,9(5):853-862.3.馬立華,武忠友,王繼民,等.高活性Pt/AC催化劑的制備及其催化芳基芳香烴全氫化反應(yīng)[J].燃料化學(xué)學(xué)報(bào),2011,39(2):194-198.4.龍德