膨潤土限域金催化劑的設計和催化性能研究

《膨潤土限域金催化劑的設計和催化性能研究》是依託南昌大學，由張榮斌擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：膨潤土限域金催化劑的設計和催化性能研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：張榮斌
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

金催化劑是近年來引起科研人員濃厚興趣的新型催化材料，而維持金催化劑的粒徑在幾個納米是保證其高催化活性的根本。本項目利用膨潤土獨特的一維納米層狀結構將金顆粒限域於其中，保持催化活性組份的納米結構。研究中利用若干活性載體對膨潤土進行交聯，並嘗試有機交聯的方法，採用共沉澱法、沉積-沉澱、溶膠法製備膨潤土限域的金催化劑。採用CO氧化反應、CO2加氫反應和乙醇部分氧化制氫反應來考察催化劑的催化性能,分析其動力學特徵。利用BET，ICP，IR，TPD，TG-DTA，TPR，XRD，TEM，SEM，XPS，化學吸附等多種表征方法，考察膨潤土限域金催化劑的催化性能與交聯膨潤土物理結構、化學特性之間的相互關係，建立相應催化作用的機理。項目研究將獲得一種新型的具有良好催化活性和穩定性的金催化劑，豐富該類催化劑的研究。

結題摘要

本項目以天然粘土——膨潤土為載體，研究了酸處理對膨潤土物理性質的影響。在得到了較好處理方法的基礎上，以膨潤土為載體，分別考察研究了鈦、鋁、鈰、鐵等元素對膨潤土的拄撐效果，並以此為金催化劑的載體，研究了一系列催化劑在CO氧化和甲醇水蒸氣重整反應中的作用。研究結果表明將納米金粒子限域在膨潤土的層間能夠有效增加金催化劑的熱穩定性，提高其使用壽命。用甲醇水蒸氣重整反應作為探針反應來考察不同金催化劑對CH3OH轉化率的影響，發現Ti交聯後的負載金催化劑具有最好的催化活性。總體上以鈦、鋁、鈰、鐵等元素對膨潤土有良好的交聯柱撐效果，能極大提高載體的表面積，有利於活性組分的更好分散，從而提高催化性能。初步可以認定活性組分金有可能進入到膨潤土的層間，利用膨潤土的特殊層間結構使其能較好的穩定。幾種柱撐組分對整體催化劑的性能影響有所差別，以Ti和Ce的效果為更佳。該項目研究對於提升膨潤土的附加價值有著重要的意義。