氧化铁负载铂纳米簇催化卤代硝基苯本体氢化性质研究

连超 张垲 王远

引用本文: 连超,  张垲,  王远. 氧化铁负载铂纳米簇催化卤代硝基苯本体氢化性质研究[J]. 物理化学学报, 2017, 33(5): 984-992. doi: 10.3866/PKU.WHXB201702084 shu
Citation:  LIAN Chao,  ZHANG Kai,  WANG Yuan. Catalytic Properties of Platinum Nanoclusters Supported on Iron Oxides for the Solvent-Free Hydrogenation of Halonitrobenzene[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(5): 984-992. doi: 10.3866/PKU.WHXB201702084 shu

氧化铁负载铂纳米簇催化卤代硝基苯本体氢化性质研究

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21573010),科技部国家重点研发计划项目(2016YFE0118700)和北京交通大学人才基金(2015RC070)资助

摘要: 复相金属催化剂中的载体效应研究具有重要意义。我们以结构不同的氧化铁载体吸附“非保护型”Pt金属纳米簇制备了具有相同Pt 纳米簇的Pt/Fe3O4、Pt/γ-Fe2O3和Pt/α-Fe2O3催化剂,考察了其在无溶剂条件下(本体条件)催化邻氯硝基苯(o-CNB)选择性氢化反应的性能,发现三种铂/氧化铁催化剂的催化选择性远高于商购铂/碳催化剂,Pt/γ-Fe2O3和Pt/α-Fe2O3的催化选择性明显高于Pt/Fe3O4,而Pt/Fe3O4的催化活性较Pt/α-Fe2O3高50%。铂/氧化铁对不同卤代硝基苯的本体选择性氢化反应表现出优良的催化性能,相应卤代苯胺产物的选择性均可达到99%以上。考察了温度、氢气压力对Pt/Fe3O4催化o-CNB本体氢化性能的影响。本工作为理解氧化铁负载金属纳米簇催化剂的特殊催化性质,进而发展高效金属纳米簇基催化体系提供了新的基础。

English

    1. [1]

      Xiao, C.; Wang, X. D.; Lian, C.; Liu, H. Q.; Liang, M. H.; Wang, Y. Curr. Org. Chem. 2012, 16, 280. doi: 10.2174/138527212798993077

    2. [2]

      Zuo, B. J.; Wang, Y.; Wang, Q. L.; Zhang, J. L.; Wu, N. Z.; Peng, L. D.; Gui, L. L.; Wang, X. D.; Wang, R. M.; Yu, D. P. J.Catal. 2004, 222, 493. doi: 10.1016/j.jcat.2003.12.007

    3. [3]

      Zhang, J. L.; Wang, Y.; Ji, H.; Wei, Y. G.; Wu, N. Z.; Zuo, B. J.; Wang, Q. L. J. Catal. 2005, 229, 114. doi: 10.1016/j.jcat.2004.09.029

    4. [4]

      Chen, Y. Y.; Wang, C.; Liu, H. Y.; Qiu, J. S.; Bao, X. H. Chem.Commun. 2005, 5298. doi: 10.1039/b509595f

    5. [5]

      Chen, Y. Y.; Qiu, J. S.; Wang, X. K.; Xiu, J. H. J. Catal. 2006, 242, 227. doi: 10.1016/j.jcat.2006.05.028

    6. [6]

      Pietrowski, M.; Zieliński, M.; Wojciechowska, M. Catal. Lett. 2009, 128, 31. doi: 10.1007/s10562-008-9702-3

    7. [7]

      Fan, G. Y.; Zhang, L.; Fu, H. Y.; Yuan, M. L.; Li, R. X.; Chen, H.; Li, X. J. Catal. Commun. 2010, 11, 451. doi: 10.1016/j.catcom.2009.11.021

    8. [8]

      Liu, M. H.; Zhang, J.; Liu, J. Q.; Yu, W.W. J. Catal. 2011, 278, 1. doi: 10.1016/j.jcat.2010.11.009

    9. [9]

      Xu, X. S.; Chen, A. A.; Zhou, L.; Li, X. Q.; Gu, H. Z.; Yan, X.H. Chin. J. Catal. 2013, 34, 391. doi: 10.3724/SP.J.1088.2013.20959

    10. [10]

      Dutta, D.; Dutta, D. K. Appl. Catal. A 2014, 487, 158.doi: 10.1016/j.apcata.2014.09.004

    11. [11]

      Fu, T.; Hu, P.; Wang, T.; Dong, Z.; Xue, N. H.; Peng, L. M.; Guo, X. F.; Ding, W. P. Chin. J. Catal. 2015, 36, 2030.doi: 10.1016/S1872-2067(15)60904-4

    12. [12]

      Iihama, S.; Furukawa, S.; Komatsu, T. ACS Catal. 2016, 6, 742.doi: 10.1021/acscatal.5b02464

    13. [13]

      Liang, M. H.; Wang, X. D.; Liu, H. Q.; Liu, H. C.; Wang, Y. J.Catal. 2008, 255, 335. doi: 10.1016/j.jcat.2008.02.025

    14. [14]

      Xiao, C.; Liang, M. H.; Gao, A.; Xie, J. L.; Wang, Y.; Liu, H. C.J. Nanopart. Res. 2013, 15, 1822. doi: 10.1007/s11051-013-1822-z

    15. [15]

      Cárdenas-Lizana, F.; Gómez-Quero, S.; Keane, M. A. Appl.Catal. A 2008, 334, 199. doi: 10.1016/j.apcata.2007.10.007

    16. [16]

      Cárdenas-Lizana, F.; Gómez-Quero, S.; Hugon, A.; Delannoy, L.; Louis, C.; Keane, M. A. J. Catal. 2009, 262, 235.doi: 10.1016/j.jcat.2008.12.019

    17. [17]

      Cárdenas-Lizana, F.; Pedro, Z. M.; Gómez-Quero, S.; Keane, M.A. J. Mol. Catal. A 2010, 326, 48. doi: 10.1016/j.molcata.2010.04.006

    18. [18]

      Xu, D. Q.; Hu, Z. Y.; Li, W.W.; Luo, S. P.; Xu, Z. Y. J. Mol.Catal. A 2005, 235, 137. doi: 10.1016/j.molcata.2005.04.004

    19. [19]

      Xiao, C. X.; Wang, H. Z.; Mu, X. D.; Kou, Y. J. Catal. 2007, 250, 25. doi: 10.1016/j.jcat.2007.05.009

    20. [20]

      Ichikawa, S.; Tada, M.; Iwasawa, Y.; Ikariya, T. Chem.Commun. 2005, 924. doi: 10.1039/b414423f

    21. [21]

      Xi, C. Y.; Cheng, H. Y.; Hao, J. M.; Cai, S. X.; Zhao, F. Y. J.Mol. Catal. A 2008, 282, 80. doi: 10.1016/j.molcata.2007.11.027

    22. [22]

      Meng, X. C.; Cheng, H. Y.; Fujita, S.; Hao, Y. F.; Shang, Y. J.; Yu, Y. C.; Cai, S. X.; Zhao, F. Y.; Arai, M. J. Catal. 2010, 269, 131. doi: 10.1016/j.jcat.2009.10.024

    23. [23]

      Lian, C.; Liu, H. Q.; Xiao, C., Yang, W.; Zhang, K.; Liu, Y.; Wang, Y. Chem. Commun. 2012, 48, 3124. doi: 10.1039/c2cc16620h

    24. [24]

      Sun, Z. Y.; Zhang, H. Y.; An, G. M.; Yang, G. Y.; Liu, Z. M. J.Mater. Chem. 2010, 20, 1947. doi: 10.1039/b921510g

    25. [25]

      Wang, Y. N.; Yang, Y. X.; Li, Y.W.; Lai, J. H.; Sun, K. P. Catal.Commun. 2012, 19, 110. doi: 10.1016/j.catcom.2011.12.014

    26. [26]

      Liu, M. H.; Mo, X. X.; Liu, Y. Y.; Xiao, H. L.; Zhang, Y.; Jing, J. Y.; Colvin, V. L.; Yu, W.W. Appl. Catal. A 2012, 439440, 192. doi: 10.1016/j.apcata.2012.07.006

    27. [27]

      Zhan, Q. F.; Ma, L.; Lu, C. S.; Xu, X. L.; Lyu, J. H.; Li, X. N.React. Kinet. Mech. Cat. 2015, 114, 629. doi: 10.1007/s11144-014-0826-8

    28. [28]

      Wang, Y. N.; Yang, Y. X.; Li, Y.W.; Lai, J. H.; Sun, K. P. ActaPhys. -Chim. Sin. 2013, 29, 2239. [王亚南, 杨玉霞, 李永文, 赖俊华, 孙鲲鹏. 物理化学学报, 2013, 29, 2239.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201308151

    29. [29]

      Wang, Y.; Ren, J.W.; Deng, K.; Gui, L. L.; Tang, Y. Q. Chem.Mater. 2000, 12, 1622. doi: 10.1021/cm0000853

    30. [30]

      Li, W. Z.; Liang, C. H.; Zhou, W. J.; Qiu, J. S.; Zhou, Z. H.; Sun, G. Q.; Xin, Q. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6292.doi: 10.1021/jp022505c

    31. [31]

      Mu, Y. Y.; Liang, H. P.; Hu, J. S.; Jiang, L.; Wan, L. J. J. Phys.Chem. B 2005, 109, 22212. doi: 10.1021/jp0555448

    32. [32]

      Garsany, Y.; Epshteyn, A.; Purdy, A. P.; More, K. L.; Swider-Lyons, K. E. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1977. doi: 10.1021/jz100681g

    33. [33]

      Sonstrom, P.; Arndt, D.; Wang, X. D.; Zielasek, V.; Baumer, M.Angew. Chem. Int. Edit. 2011, 50, 3888. doi: 10.1002/anie.201004573

    34. [34]

      Qi, J.; Jiang, L. H.; Jing, M. Y.; Tang, Q.W.; Sun, G. Q. Int. J.Hydrog. Energy 2011, 36, 10490. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.06.022

    35. [35]

      Zheng, N.; Zhu, C. M.; Sun, B.; Shi, Z. J.; Liu, Y.; Wang, Y.Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2263. [郑宁, 朱春梅, 孙斌, 施祖进, 刘岩, 王远. 物理化学学报, 2012, 28, 2263.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201208171

    36. [36]

      Zhang, L.W.; Zheng, N.; Gao, A.; Zhu, C. M.; Wang, Z. Y.; Wang, Y.; Shi, Z. J.; Liu, Y. J. Power Sources 2012, 220, 449.doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.08.009

    37. [37]

      Pushkarev, V. V.; An, K. J.; Alayoglu, S.; Beaumont, S. K.; Somorjai, G. A. J. Catal. 2012, 292, 64. doi: 10.1016/j.jcat.2012.04.022

    38. [38]

      Wang, P.; Zhao, J.; Li, X. B.; Yang, Y.; Yang, Q. H.; Li, C.Chem. Commun. 2013, 49, 3330. doi: 10.1039/c3cc39275a

    39. [39]

      Zhu, C. M.; Gao, A.; Wang, Y.; Liu, Y. Chem. Commun. 2014, 50, 13889. doi: 10.1039/c4cc02391a

    40. [40]

      Li, F. J.; Tang, D. M.; Jian, Z. L.; Liu, D. Q.; Golberg, D.; Yamada, A.; Zhou, H. Adv. Mater. 2014, 26, 4659. doi: 10.1002/adma.201400162

    41. [41]

      Chen, C. Y.; Chen, F.; Zhang, L.; Pan, S. X.; Bian, C. Q.; Zheng, X. M.; Meng, X. J.; Xiao, F. S. Chem. Commun. 2015, 51, 5936.doi: 10.1039/c4cc09383f

    42. [42]

      Schrader, I.; Warneke, J.; Backenkohler, J.; Kunz, S . J. Am.Chem. Soc. 2015, 137, 905. doi: 10.1021/ja511349p

    43. [43]

      Speder, J.; Zana, A.; Arenz, M. Catal. Today 2016, 262, 82. doi: 10.1016/j.cattod.2015.09.021

    44. [44]

      Liu, H. Q.; Liang, M. H.; Xiao, C.; Zheng, N.; Feng, X. H.; Liu, Y.; Xie, J. L.; Wang, Y. J. Mol. Catal. A 2009, 308, 79.doi: 10.1016/j.molcata.2009.03.033

    45. [45]

      Kratky, V.; Kralik, M.; Mecarova, M.; Stolcova, M.; Zalibera, L.; Hronec, M. Appl. Catal. A 2002, 235, 225. doi: 10.1016/S0926-860X(02)00274-0

    46. [46]

      Becker, K. D.; VonWurmb, V.; Litterst, F. J. J. Phys. Chem.Solids 1993, 54, 923. doi: 10.1016/0022-3697(93)90220-L

    47. [47]

      Szotek, Z.; Temmerman, W. M.; Svane, A.; Petit, L.; Stocks, G.M.; Winter, H. Phys. Rev. B 2003, 68, 54415. doi: 10.1103/PhysRevB.68.054415

    48. [48]

      Xiong, S.; Xu, J.; Chen, D.; Wang, R. M.; Hu, X. L.; Shen, G.Z.; Wang, Z. L. CrystEngComm 2011, 13, 7114. doi: 10.1039/c1ce05569k

    49. [49]

      Fu, X. Y.; Wang, Y.; Wu, N. Z.; Gui, L. L.; Tang, Y. Q. J.Colloid Interface Sci. 2011, 243, 326. doi: 10.1006/jcis.2001.7861

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1
  • 文章访问数:  316
  • HTML全文浏览量:  16
文章相关
  • 发布日期:  2017-02-08
  • 收稿日期:  2016-11-28
  • 修回日期:  2017-01-23
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章