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題報告

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題報告一、研究背景芴（C12H8）系多環(huán)芳香烴中較簡單的一種，其具有良好的穩(wěn)定性和化學活性，在藥物、光電器件、涂料、橡膠等領域有廣泛應用。然而，芴中間體的合成路徑中需要實現(xiàn)對C-C雙鍵的全氫化，而常規(guī)的催化劑如鈀、鉑等對芳環(huán)的加氫反應不活躍，在實際應用中表現(xiàn)不盡如人意。有研究表明，Pt基催化劑在芴的全氫化反應中表現(xiàn)出良好的催化活性和穩(wěn)定性。這是因為Pt具有良好的分子吸附能力和表面催化活性，同時其豐富的參與態(tài)使得Pt粒子和其表面雜質(zhì)對反應物的吸附能力比其他催化劑更加優(yōu)越。因此，本研究擬通過制備Pt基催化劑并進行芴全氫化反應的實驗研究，探究Pt催化劑在芴中間體合成中的催化效果和反應機理，為芴合成提供有效的催化劑選擇和反應機理研究依據(jù)。二、研究目的1.設計合成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構對芴全氫化反應的影響。2.對制備的Pt催化劑進行表征，包括物理性質(zhì)（比表面積、晶體結構、粒徑分布等）和化學性質(zhì)（氧化物還原性、催化活性等）的測試與分析。3.對芴在不同溫度、反應時間、催化劑用量下的全氫化反應進行實驗研究，并探究反應速率、產(chǎn)物分布等反應性能參數(shù)。4.基于實驗數(shù)據(jù)，對Pt催化劑的吸附、活化、轉(zhuǎn)化等反應過程機理進行分析和探討，并對催化反應條件進行優(yōu)化。三、研究內(nèi)容1.制備Pt基催化劑：結合單質(zhì)還原法和共沉淀法，設計了幾組合成Pt基催化劑的方案，包括Pt-C、Pt-Al2O3、Pt-CeO2、Pt/SBA-15等。分別通過XRD、TEM、BET、TG-DTA等技術對其物理性質(zhì)進行表征。2.全氫化芴反應：將制備的Pt催化劑加入到芴溶液中，對其在不同溫度、反應時間、催化劑用量下的全氫化反應進行實驗研究。采用GC-MS、NMR等技術對反應過程進行分析與表征。3.催化機理研究：基于實驗表征和理論分析，探究Pt催化劑在芴全氫化反應過程中的吸附、活化、轉(zhuǎn)化機理及其對產(chǎn)物分布和催化性能的影響。并對催化反應條件進行優(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機理研究依據(jù)。2.為Pt催化劑的性質(zhì)和應用提供新的研究思路和實驗方法。3.對于理解多環(huán)芳香烴的加氫反應機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用前景。五、研究方案1.催化劑制備方案的設計和優(yōu)化；2.催化劑的表征和反應性能評價；3.全氫化芴反應動力學和機理的研究；4.結果的分析和討論。六、參考文獻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[J].燃料化學學報,2011,39(2):194-198.4.龍德