气溶胶辅助合成介孔Ni/SiO2中空微球及其催化对硝基苯酚 还原性能研究

• 作者: 孟庆润 赵如星 冯旭 张圆莉 赵永华 辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁省能源化学与纳米催化重点实验室
• 来源期刊: 低碳化学与化工
• 学科: 化学
• 关键词: 气溶胶技术 介孔材料 催化还原 中空结构
• 年，卷（期）: 2024,（4）
• 页码范围: 94-101
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

通过催化还原反应将工业废水中常见污染物对硝基苯酚还原为具有较高附加值的对氨基苯酚，对于发展绿色化学与化工具有重要意义。虽然贵金属催化剂(Au、Pd等)在该反应中表现出优异的催化性能，但较高的成本限制了其工业应用。相比而言，Ni基催化剂因具有成本低、活性高等优势受到了广泛关注，但传统的合成方法通常存在Ni纳米颗粒尺寸较大、易团聚等缺点。首先，以气溶胶技术联合表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)利用溶剂蒸发自组装策略合成了SiO2-MHMs载体，然后采用硝酸镍为Ni源，利用浸渍以及NaBH4还原策略得到了一系列不同Ni负载量(质量分数)的Ni/SiO2-MHMs催化剂。X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2物理吸/脱附等多种表征手段的分析结果表明，SiO2-MHMs载体具有丰富的有序介孔结构，且为中空凹陷的微球形貌，Brunanuer-Emmett-Teller (BET)比表面积和总孔孔容分别为1421 m2/g和0.92 cm3/g。在载体经过浸渍-还原后得到的5-Ni/SiO2-MHMs催化剂中，Ni纳米粒子高度分散于载体表面和介孔孔道内，导致其BET比表面积(854 m2/g)和总孔孔容(0.47 cm3/g)均减小。将所得催化剂应用于对硝基苯酚还原反应，结果表明当Ni负载量为5%时制得的催化剂表现出最佳催化性能(4 min内完全转化)，且循环4次后催化性能没有明显下降，优于其他已报道的Ni基负载型催化剂。