摘要: 催化加氢反应因其具有良好的产品收率以及较为绿色的生产过程而广泛应用于医药、食品、石油化工等行业，并在许多重要精细化工产品和有机中间体的合成方面扮演着重要的角色。催化剂作为催化加氢反应中的主要影响因素之一，其形貌、尺寸、结构等特性均... 展开 催化加氢反应因其具有良好的产品收率以及较为绿色的生产过程而广泛应用于医药、食品、石油化工等行业，并在许多重要精细化工产品和有机中间体的合成方面扮演着重要的角色。催化剂作为催化加氢反应中的主要影响因素之一，其形貌、尺寸、结构等特性均对催化性能具有重要影响并因此受到人们的广泛关注。随着纳米技术的发展，尽管近年来人们已经能够从原子角度控制合成纳米催化剂，但对于具有不同特性的催化剂对催化反应具体影响机制机理仍然未能有完整的体系来解释，因此如何合理设计与调控催化剂并更好地理解潜在反应机理仍然是迫切需要的。本论文主要通过有机配体界面修饰及形成双金属核壳结构两种不同手段来控制合成钌基纳米粒子，并将其作为催化剂应用于催化加氢反应中，通过一系列的表征手段以系统的研究两种不同调控手段对催化加氢反应的影响机制，主要研究内容如下： (1)通过采用末端型炔烃和空间型炔烃对钌纳米粒子进行界面修饰以调控钌纳米粒子苯乙烯催化加氢选择性，并通过核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、傅里叶变换红外光谱、荧光光谱、XPS等一系列的表征手段以及理论计算对钌-炔界面进行了系统的研究，进而探索其对苯乙烯催化加氢的影响机制。结果表明，空间型炔烃修饰的钌纳米粒子仅表现出对乙烯基的明显加氢活性(>97%)，而末端型炔烃则对乙烯基和苯环均具有良好的加氢活性。一氧化碳毒化实验则进一步表明钌纳米粒子表面的CO桥联位点是催化加氢苯乙烯中苯基部分的关键。 (2)以具有面心立方构型(fcc)的钯纳米立方块作为核，通过外延生长Ru壳制备具有面心立方构型的Pd@Ru核壳纳米方块，并通过调控钌壳的厚度及形貌来调节Pd@Ru纳米颗粒电子结构及其对4-硝基苯乙烯选择性加氢反应动力学。通过高分辨率的透射电子显微镜、X射线能谱、XRD、XPS等手段表征表明，由于Pd和Ru原子之间相似的半径和较低的晶格失配(1.8 %)，Ru可以通过外延生长fcc构型Ru壳层，而通过控制外延生长钌的壳层厚度，则能对Pd@Ru核壳电子结构和催化活性起到很好的调节作用。一氧化碳剥离实验表明，随着Ru壳层的增加，由于Pd@Rud带中心下降，CO在Pd@Ru纳米粒子上的吸附能不断降低，促进了其在催化加氢4-硝基苯乙烯反应中对乙烯基加氢的高选择性(100%)。 收起