Fe3O4修饰的Pt-Ru/C纳米催化剂的制备及其在无溶剂条件下邻氯硝基苯选择性加氢的催化性能

王亚南 杨玉霞 李永文 赖俊华 孙鲲鹏

引用本文: 王亚南, 杨玉霞, 李永文, 赖俊华, 孙鲲鹏. Fe3O4修饰的Pt-Ru/C纳米催化剂的制备及其在无溶剂条件下邻氯硝基苯选择性加氢的催化性能[J]. 物理化学学报, 2013, 29(10): 2239-2244. doi: 10.3866/PKU.WHXB201308151 shu
Citation:  WANG Ya-Nan, YANG Yu-Xia, LI Yong-Wen, LAI Jun-Hua, SUN Kun-Peng. Preparation of Fe3O4 Modified Pt-Ru/C Nanocatalysts and Their Catalytic Properties for the Selective Hydrogenation of ortho-Chloronitrobenzene under Solvent-Free Conditions[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(10): 2239-2244. doi: 10.3866/PKU.WHXB201308151 shu

Fe3O4修饰的Pt-Ru/C纳米催化剂的制备及其在无溶剂条件下邻氯硝基苯选择性加氢的催化性能

摘要:

采用浸渍法制备了一系列Pt/Ru质量比不同的Fe3O4修饰的Pt-Ru/Fe3O4/C催化剂, 运用透射电镜(TEM)、能量弥散X射线谱(EDX)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)等手段对Pt-Ru/Fe3O4/C一系列催化剂进行了表征, 并考察了Pt/Ru质量比不同对催化剂Pt-Ru/Fe3O4/C在无溶剂条件下催化邻氯硝基苯(o-CNB)选择性加氢制备邻氯苯胺(o-CAN)催化性能的影响. 研究结果表明, 催化剂的催化活性和对目标产物的选择性跟活性组分Pt、Ru比例有关. 随着Pt/Ru比例的减小, 目标产物o-CAN的选择性有所升高, 然而反应物o-CNB的转化率有所下降. 当Pt/Ru的质量比为2时, o-CNB的转化率降为76.5%, 而目标产物o-CAN的选择性仍然为100%. 与此同时, 我们还对Pt-Ru/Fe3O4/C催化剂高的催化活性和目标产物的高选择性可能的原因进行了分析.

English

    1. [1]

      (1) Wang, X. D.; Liang, M. H.; Zhang, J. L.; Wang, Y. Curr. Organ. Chem. 2007, 11, 299. doi: 10.2174/138527207779940856

      (1) Wang, X. D.; Liang, M. H.; Zhang, J. L.; Wang, Y. Curr. Organ. Chem. 2007, 11, 299. doi: 10.2174/138527207779940856

    2. [2]

      (2) Sikhwivhilu, L. M.; Coville, N. J.; Pulimaddi, B. M.;Venkatreddy, J.; Vishwanathan, V. Catal. Commun. 2007, 8,1999. doi: 10.1016/j.catcom.2007.03.023(2) Sikhwivhilu, L. M.; Coville, N. J.; Pulimaddi, B. M.;Venkatreddy, J.; Vishwanathan, V. Catal. Commun. 2007, 8,1999. doi: 10.1016/j.catcom.2007.03.023

    3. [3]

      (3) Liang, C. H.; Han, J. G.; Shen, K. H.; Wang, L. G.; Zhang, D.F.; Freeman, H. S. Chem. Eng. J. 2010, 165, 709. doi: 10.1016/j.cej.2010.10.022(3) Liang, C. H.; Han, J. G.; Shen, K. H.; Wang, L. G.; Zhang, D.F.; Freeman, H. S. Chem. Eng. J. 2010, 165, 709. doi: 10.1016/j.cej.2010.10.022

    4. [4]

      (4) Xiao, C. X.; Wang, H. Z.; Mu, X. D.; Kou, Y. J. Catal. 2007,250, 25. doi: 10.1016/j.jcat.2007.05.009(4) Xiao, C. X.; Wang, H. Z.; Mu, X. D.; Kou, Y. J. Catal. 2007,250, 25. doi: 10.1016/j.jcat.2007.05.009

    5. [5]

      (5) Yao, N.; Chen, J. X.; Zhang, J. X.; Zhang, J. Y. Catal. Commun.2008, 9, 1510. doi: 10.1016/j.catcom.2007.12.022(5) Yao, N.; Chen, J. X.; Zhang, J. X.; Zhang, J. Y. Catal. Commun.2008, 9, 1510. doi: 10.1016/j.catcom.2007.12.022

    6. [6]

      (6) Chen, Y. Z.; Chen, Y. C. Appl. Catal. A 1994, 115, 45. doi: 10.1016/0926-860X(94)80377-3(6) Chen, Y. Z.; Chen, Y. C. Appl. Catal. A 1994, 115, 45. doi: 10.1016/0926-860X(94)80377-3

    7. [7]

      (7) Zhao, B. Z.; Chen, Y. W. J. Non-Cryst. Solids 2010, 356, 839.doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2010.01.009(7) Zhao, B. Z.; Chen, Y. W. J. Non-Cryst. Solids 2010, 356, 839.doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2010.01.009

    8. [8]

      (8) Kosak, J. R. Ann. NY Acad. Sci. 1970, 172, 175. doi: 10.1111/nyas.1970.172.issue-9(8) Kosak, J. R. Ann. NY Acad. Sci. 1970, 172, 175. doi: 10.1111/nyas.1970.172.issue-9

    9. [9]

      (9) Jiang, L. C.; Gu, H. Z.; Xu, X. Z.; Yan, X. H. J. Mol. Catal. A2009, 310, 144. doi: 10.1016/j.molcata.2009.06.009(9) Jiang, L. C.; Gu, H. Z.; Xu, X. Z.; Yan, X. H. J. Mol. Catal. A2009, 310, 144. doi: 10.1016/j.molcata.2009.06.009

    10. [10]

      (10) Xie, Y. L.; Xiao, N.; Ling, Z.; Liu, Y.; Yu, C.; Qiu, J. S. Chin. J. Catal. 2012, 33, 1883. [解雅玲, 肖南,凌铮,柳月,于畅,邱介山. 催化学报, 2012, 33, 1883.] doi: 10.1016/S1872-2067(11)60451-8(10) Xie, Y. L.; Xiao, N.; Ling, Z.; Liu, Y.; Yu, C.; Qiu, J. S. Chin. J. Catal. 2012, 33, 1883. [解雅玲, 肖南,凌铮,柳月,于畅,邱介山. 催化学报, 2012, 33, 1883.] doi: 10.1016/S1872-2067(11)60451-8

    11. [11]

      (11) Yan, X. H.; Sun, J. Q.; Xu, Y. H.; Yang, J. F. Chin. J. Catal.2006, 27, 119. [严新焕,孙军庆, 徐颖华, 杨建峰. 催化学报,2006, 27, 119.] doi: 10.1016/S1872-2067(06)60010-7(11) Yan, X. H.; Sun, J. Q.; Xu, Y. H.; Yang, J. F. Chin. J. Catal.2006, 27, 119. [严新焕,孙军庆, 徐颖华, 杨建峰. 催化学报,2006, 27, 119.] doi: 10.1016/S1872-2067(06)60010-7

    12. [12]

      (12) Xu, X. Z.; Yang, J. F.; Li, X. N.; Yan, X. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (1), 121. [许兴中, 杨建锋,李小年, 严新焕.物理化学学报, 2008, 24 (1), 121.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080121(12) Xu, X. Z.; Yang, J. F.; Li, X. N.; Yan, X. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (1), 121. [许兴中, 杨建锋,李小年, 严新焕.物理化学学报, 2008, 24 (1), 121.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080121

    13. [13]

      (13) Coq, B.; Tijani, A.; Dutartre, R.; Figuéras, F. J. Mol. Catal.1993, 79, 253. doi: 10.1016/0304-5102(93)85106-4(13) Coq, B.; Tijani, A.; Dutartre, R.; Figuéras, F. J. Mol. Catal.1993, 79, 253. doi: 10.1016/0304-5102(93)85106-4

    14. [14]

      (14) Tijani, A.; Coq, B.; Figuéras, F. Appl. Catal. 1991, 76, 255. doi: 10.1016/0166-9834(91)80051-W(14) Tijani, A.; Coq, B.; Figuéras, F. Appl. Catal. 1991, 76, 255. doi: 10.1016/0166-9834(91)80051-W

    15. [15]

      (15) Dovell, F. S.; Greenfield, H. J. Am. Chem. Soc. 1965, 87,2767. doi: 10.1021/ja01090a050(15) Dovell, F. S.; Greenfield, H. J. Am. Chem. Soc. 1965, 87,2767. doi: 10.1021/ja01090a050

    16. [16]

      (16) 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(16) 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

    17. [17]

      (17) Pietrowski, M.; Wojciechowska, M. Catal. Today 2009, 142,211. doi: 10.1016/j.cattod.2008.09.040(17) Pietrowski, M.; Wojciechowska, M. Catal. Today 2009, 142,211. doi: 10.1016/j.cattod.2008.09.040

    18. [18]

      (18) Winans, C. F. J. Am. Chem. Soc. 1939, 61, 3564. doi: 10.1021/ja01267a101(18) Winans, C. F. J. Am. Chem. Soc. 1939, 61, 3564. doi: 10.1021/ja01267a101

    19. [19]

      (19) Dunworth, W. P.; Nord, F. F. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74,1459. doi: 10.1021/ja01126a029(19) Dunworth, W. P.; Nord, F. F. J. Am. Chem. Soc. 1952, 74,1459. doi: 10.1021/ja01126a029

    20. [20]

      (20) Liu, M. H.; Zhang, J.; Liu, J. Q.; Yu, W. W. J. Catal. 2011, 278,1. doi: 10.1016/j.jcat.2010.11.009(20) Liu, M. H.; Zhang, J.; Liu, J. Q.; Yu, W. W. J. Catal. 2011, 278,1. doi: 10.1016/j.jcat.2010.11.009

    21. [21]

      (21) Raltzly, B.; Phillips, A. P. J. Am. Chem. Soc. 1946, 68, 261. doi: 10.1021/ja01206a034(21) Raltzly, B.; Phillips, A. P. J. Am. Chem. Soc. 1946, 68, 261. doi: 10.1021/ja01206a034

    22. [22]

      (22) Mao, J. Z.; Yan, X. H.; Gu, H. Z.; Jiang, L. C. Chin. J. Catal.2009, 30, 182. [毛建忠, 严新焕,顾辉子, 江玲超.催化学报, 2009, 30, 182.](22) Mao, J. Z.; Yan, X. H.; Gu, H. Z.; Jiang, L. C. Chin. J. Catal.2009, 30, 182. [毛建忠, 严新焕,顾辉子, 江玲超.催化学报, 2009, 30, 182.]

    23. [23]

      (23) Wang, F.; Liu, J. H.; Yin, Y. Q.; Xu, X. L. Acta Phys. -Chim. Sin.2009, 25 (8), 1678. [王芳, 刘俊华,殷元骐, 徐贤伦.物理化学学报, 2009, 25 (8), 1678.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090814(23) Wang, F.; Liu, J. H.; Yin, Y. Q.; Xu, X. L. Acta Phys. -Chim. Sin.2009, 25 (8), 1678. [王芳, 刘俊华,殷元骐, 徐贤伦.物理化学学报, 2009, 25 (8), 1678.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090814

    24. [24]

      (24) Liu, M.; Yu, W.; Liu, H. J. Mol. Catal. A 1999, 138, 295. doi: 10.1016/S1381-1169(98)00159-9(24) Liu, M.; Yu, W.; Liu, H. J. Mol. Catal. A 1999, 138, 295. doi: 10.1016/S1381-1169(98)00159-9

    25. [25]

      (25) Pietrowski, M.; Zieliński, M.; Wojciechowska, M.ChemCatChem 2011, 3, 835. doi: 10.1002/cctc.v3.5(25) Pietrowski, M.; Zieliński, M.; Wojciechowska, M.ChemCatChem 2011, 3, 835. doi: 10.1002/cctc.v3.5

    26. [26]

      (26) Sun, Z. Y.; Zhang, H. Y.; An, G. M.; Yang, G. Y.; Liu, Z. M.J. Mater. Chem. 2010, 20, 1947.(26) Sun, Z. Y.; Zhang, H. Y.; An, G. M.; Yang, G. Y.; Liu, Z. M.J. Mater. Chem. 2010, 20, 1947.

    27. [27]

      (27) Lian, C.; Liu, H. Q.; Xiao, C.; Yang, W.; Zhang, K.; Liu, Y.;Wang, Y. Chem. Commun. 2012, 48, 3124. doi: 10.1039/c2cc16620h(27) Lian, C.; Liu, H. Q.; Xiao, C.; Yang, W.; Zhang, K.; Liu, Y.;Wang, Y. Chem. Commun. 2012, 48, 3124. doi: 10.1039/c2cc16620h

    28. [28]

      (28) Liu, M. H.; Mo, X. X.; Liu, Y. Y.; Xiao, H. L.; Zhang, Y.; Jing,J. Y.; Colvin, V. L.; William, W. Y. Appl. Catal. A 2012, 439,192.(28) Liu, M. H.; Mo, X. X.; Liu, Y. Y.; Xiao, H. L.; Zhang, Y.; Jing,J. Y.; Colvin, V. L.; William, W. Y. Appl. Catal. A 2012, 439,192.

    29. [29]

      (29) Cheney, B. A.; Lauterbach, J. A.; Chen, J. G. Appl. Catal. A2011, 394, 41. doi: 10.1016/j.apcata.2010.12.021(29) Cheney, B. A.; Lauterbach, J. A.; Chen, J. G. Appl. Catal. A2011, 394, 41. doi: 10.1016/j.apcata.2010.12.021

    30. [30]

      (30) Zhao, T. T.; Lin, R.; Zhang, L.; Cao, C. H.; Ma, J. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29 (8), 1745. [赵天天,林瑞,张路,曹春晖,马建新. 物理化学学报, 2013, 29 (8),1745.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201305101(30) Zhao, T. T.; Lin, R.; Zhang, L.; Cao, C. H.; Ma, J. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29 (8), 1745. [赵天天,林瑞,张路,曹春晖,马建新. 物理化学学报, 2013, 29 (8),1745.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201305101

    31. [31]

      (31) Igarashi, H.; Fujino, T.; Zhu, Y.; Uchida, H.; Watanabe, M.Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 306. doi: 10.1039/b007768m(31) Igarashi, H.; Fujino, T.; Zhu, Y.; Uchida, H.; Watanabe, M.Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 306. doi: 10.1039/b007768m

    32. [32]

      (32) Sun, Z. Y.; Wang, X.; Liu, Z. M.; Zhang, H. Y.; Yu, P.; Mao, L.Q. Langmuir 2010, 26, 12383. doi: 10.1021/la101060s(32) Sun, Z. Y.; Wang, X.; Liu, Z. M.; Zhang, H. Y.; Yu, P.; Mao, L.Q. Langmuir 2010, 26, 12383. doi: 10.1021/la101060s

    33. [33]

      (33) Holmgren, A.; Duprez, D.; Andersson, B. J. Catal. 1999, 182,441. doi: 10.1006/jcat.1998.2334(33) Holmgren, A.; Duprez, D.; Andersson, B. J. Catal. 1999, 182,441. doi: 10.1006/jcat.1998.2334

    34. [34]

      (34) Sen, S.; Sen, F.; Gökagac, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011,13, 6784. doi: 10.1039/c1cp20064j(34) Sen, S.; Sen, F.; Gökagac, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011,13, 6784. doi: 10.1039/c1cp20064j

    35. [35]

      (35) Yang, X. L.; Zhang, W. Q.; Xia, C. G.; Xiong, X. M.; Mu, X. Y.;Hu, B. Catal. Commun. 2010, 11, 867. doi: 10.1016/j.catcom.2010.03.008(35) Yang, X. L.; Zhang, W. Q.; Xia, C. G.; Xiong, X. M.; Mu, X. Y.;Hu, B. Catal. Commun. 2010, 11, 867. doi: 10.1016/j.catcom.2010.03.008

    36. [36]

      (36) Allen, G. C.; Curtis, M. T.; Hooper, A. J.; Tucker, P. M. J. Chem. Soc. Dalton 2004, 1525.

      (36) Allen, G. C.; Curtis, M. T.; Hooper, A. J.; Tucker, P. M. J. Chem. Soc. Dalton 2004, 1525.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  5582
  • 文章访问数:  1753
  • HTML全文浏览量:  71
文章相关
  • 发布日期:  2013-09-26
  • 收稿日期:  2013-04-10
  • 网络出版日期:  2013-08-15
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