SiO2负载Au-Pd双金属纳米颗粒催化甲醇选择性氧化合成甲酸甲酯

• 作者: 刘欢 师瑞萍 朱华青 李志凯 武建兵 王建国 秦张峰 赵永祥
• 来源期刊: 燃料化学学报
• 学科: 化学
• 关键词: 甲醇选择性氧化 甲酸甲酯 金 钯 二氧化硅 双金属纳米粒子
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 780-790
• 页数: 11页
• 分类号: O643.36
• 字数: 1031字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0253-2409.2019.07.002

摘要

甲醇选择氧化制备甲酸甲酯(MF)是延伸甲醇产业链、开发高附加值下游产品的有效途径之一,负载型Au及Pd催化剂在这一反应中表现出优异的低温催化性能.为探索实用、高效和易再生的甲醇选择氧化催化剂,同时揭示双金属颗粒中Au和Pd的协同效应及甲醇氧化反应机理,本研究制备了一系列二氧化硅负载的Au-Pd催化剂(Au-Pd/SiO2),详细研究了其对甲醇选择氧化制甲酸甲酯的催化性能.结果表明,Au和Pd总负载量为0.6％、且Au/Pd质量比为2时,所制备的Au2-Pd1/SiO2催化剂表现出优异的甲醇氧化催化性能;在130℃下,甲醇转化率达到57.0％,MF选择性为72.7％.多种表征结果显示,Au-Pd双金属纳米颗粒粒径为2-4 nm,高度分散于SiO2载体表面,倾向于生成孪晶结构并暴露(111)晶面,这些因素是Au-Pd/SiO2具有优异催化性能的主要原因.通过DRIFTS表征研究,提出了一个可能的MF生成机理:即甲醇首先与处于Au-Pd纳米粒子界面的表面氧作用,生成化学吸附的甲氧基;随后,甲氧基经去质子作用生成吸附的甲醛物种,后者与相邻的甲氧基物种亲核反应,并经β-H消除后得到目标产物MF.