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방법 논문

디페닐 에테르의 수산화를 위한 Pt/CNTs 촉매의 산도 튜닝

7.5K 조회수

DOI:

10.3791/59870

2019년 8월 17일

이 논문에서

요약

HNbWO6,HNbMoO 6,HTaWO6 고체 산 나노 시트 변형 Pt /CNTs의 합성을위한 프로토콜이 제시된다.

초록

본명은 HNbWO6,HNbMoO 6,HTaWO6 고체 산 나노시트 변형 Pt/CNTs의 합성방법을 제시한다. 다양한 고체 산 나노 시트의 무게를 변화시킴으로써, 다른고체 산 조성물을 가진 일련의 Pt/xHMNO 6/CNTs(x= 5, 20 wt%; M = Nb, 타; N =Mo, W)는 탄소 나노튜브 전처리, 프로토닉 교환, 고체 산 박리, 응집 및 최종 Pt 입자 함침에 의해 제조되었다. Pt/xHMNO6/CNT는 X선 회절, 주사 전자 현미경, 투과 전자 현미경 및 NH3-온도 프로그래밍 탈착이 특징입니다. 연구 결과는 HNbWO6 나노 시트가 CNTs에 부착되었다는 것을 밝혔습니다, 나노 시트의 일부 가장자리는 모양에 구부러지고. 지원되는 Pt 촉매의 산 강도는 다음과 같은 순서로 증가합니다: Pt/CNTs& Pt/5HNbWO 6/CNTs & Pt/20HNbMoO 6/CNTs & Pt/20HNbWO6/LT&PT/20HTaWO6/CNTs. 또한, 리그닌 유래 모델 화합물의 촉매 수소 변환: 합성된 Pt/20HNbWO6 촉매를 이용한 디페닐 에테르가 조사되었다.

서론

화학 물질의 제조를위한 많은 산업 공정은 수성 무기 산의 사용을 포함한다. 한 가지 대표적인 예는 사이클로헥산올을 생산하는 사이클로헥산의 수화를 위한 종래의H2SO4 공정이다. 이 과정은 유기 상에 있는 사이클로헥산과 산성 수성 상에 있는 사이클로헥산 생성물로, 따라서 간단한 증류에 의하여 분리 과정을 어렵게 하는 양면 시스템을 관련시킵니다. 분리 및 회수의 어려움 외에도 무기산은 장비에 매우 독성이 높고 부식성이 있습니다. 때로는 무기산의 사용은 제품 수율을 낮추고 피해야 하는 부산물을 생성합니다. 예를 들어,H2SO4를 사용하여 1,3-사이클로헥사디엔을 생산하는 2-사이클로헥센-1-올의 탈수는 중합 부산물1로이어질 것이다. 따라서 많은 산업 공정이 고체 산 촉매를 사용하는 쪽으로 이동합니다. 다양한 수분 내성 고체산은 상기 문제를 해결하고 HZSM-5 및 앰버리스트-15의 사용과 같은 제품 수율을 최대화하기 위해 사용된다. 고실리카 HZSM-5 제올라이트의 사용은 벤젠 2로부터의 사이클로헥산올 생산에서 H2 SO4를 대체하는 것으로 나타났다. 제올라이트는 중성 수성 상에 존재하기 때문에,....

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프로토콜

주의: 본 백서에 설명된 화학물질의 적절한 취급 방법, 특성 및 독성은 관련 물질 안전 데이터 시트(MSDS)를 참조하십시오. 사용되는 화학 물질 중 일부는 독성 및 발암성이며 특별한주의를 기울여야합니다. 나노 물질은 잠재적으로 안전 위험 및 건강 영향을 야기할 수 있습니다. 흡입과 피부 접촉은 피해야 한다. 오토클레이브 반응기로 연기 후드에서 촉매 합성 및 촉매 성능 평가 수행과 같은 안전 예방 조치를 취해야 합니다. 개인 보호 장비는 반드시 착용해야 합니다.

1. CNT의 전처리13

  1. 100 mL 비커에 50 mL의 질산에 CNT1.0 g을 담급전시.
  2. 표면 불순물을 제거하고 촉매의 앵커링 효과를 향상시키기 위해 1.5 시간 동안 25 °C에서 용액을 초음파 처리합니다.
  3. 용액을 100 mL 둥근 바닥 플라스크로 옮김.
  4. 질산의 혼합물에 있는 해결책을 역류 (65%) 및 황산 (98 %) 60 °C에서 하룻밤 동안. 볼륨 비율을 3:1로 설정합니다. 이렇게 하면 CNT에 표면 결함이 발생합니다.
  5. 다중 벽 탄소 나노튜브 고체를 얻기 위해 용액을 필터링합니다. 탈이온수로 고체를 씻으시고.
  6. 고체를 80°....

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결과

X선 회절 패턴(XRD)은 LiNbWO6 및 상응하는 양성자 교환 촉매 샘플 HNbWO6에 대해 연구되어 위상을 결정하였다(도1 2). NH3-온도 프로그래밍 탈착(NH3-TPD)을사용하여 촉매 샘플의 표면 산도를 조사하였다(그림3). X선 미세분석 및 투과 전자현미경(TEM)을 이은 주사전자현미경(SEM)을 기록하여 형태를 연구하였다(도4 5). 특이적 표면적 측정은 또한 제조된 촉매에대해 기록되었다(표 1).

전구체 LiNbWO6

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토론

질산을 가진 CNT의 전처리는 비표면적 (S BET)를 현저하게 증가시다. 원시 CNT는 처리 후 103m2/g의 비표면적을 가지며, 표면적은 134 m2/g로 증가하였다. 따라서, 이러한 전처리는 CNT 표면에 결함을 생성하여 고체산 변형 및 백금 입자 함침 후 촉매의 비표면적에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 나노 시트의 혼입 후 표면적이 감소하기 때문에,이 단계는 최종 촉매의 표면적을 최대화하는 것이 매우 중요합니다. 이는 나노시트 혼입 및 금속 함침 후 표면 기공의 일부가 나노시트및 금속 나노입자에 의해 차단되어 전체 표면적뿐만 아니라 전체 기공 부피의 감소로 이어지기 때문입니다. 이러한 현상은 이미 Ma et al.12에의해 보고되었습니다. HNbWO6 나노시트의 양이 5 wt%에서 20wt로 증가했을 때, 결과Pt/HNbWO 6/CNTs의 SBET는 117 m2/g에서 107

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공개 사항

우리는 공개 할 것이 없습니다.

감사의 글

이 논문에 설명된 이 작품은 중국 홍콩 특별행정구 연구보조금위원회(UGC/FDS25/E09/17)의 보조금으로 전액 지원되었습니다. 또한 촉매 특성화 및 촉매 성능 평가를 위한 고정 침대 반응기를 위한 분석 장비를 제공한 중국 국립 자연과학 재단(21373038 및 21403026)을 감사하게 생각합니다. Hongxu Qi 박사는 홍콩 연구 보조금 위원회 (UGC / FDS25 / E09 /17)에서 부여 한 연구 조교에 감사드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
탄소나노튜브(다중벽)시그마 알드리치724769
질산(65%), 시그마 알드리치<강>V000191
황산(98%)머크100748
탄산리튬(>99%), 알라딘L196236
오산화니오븀(99.95%), 알라딘N108413
삼산화 텅스텐 (99.8%)알라딘T103857
몰리브덴 삼산화물 (99.5%)알라딘M104355
탄탈옥사이드 (99.5%)알라딘T104746
클로로플라틴산 육수화물, ≥ 37.50% Pt 기준시그마 알드리치206083
테트라(n-부틸암모늄) 수산화물 30-수화물알라딘D117227
디페닐 에테르, 98%알라딘D110644
2-브로모아세토페논, 98%알라딘B103328
디에틸 에테르, 99.5%시노팜10009318
n-데칸, 98%알라딘
n-Dodecane,99%AladdinD119697
오토클레이브 반응기CJF-0.05— 0.1L (Dalian Tongda Equipment Technology Development Co., Ltd)
관로SK2-1-10/12 (Luoyang Huaxulier Electric Stove Co., Ltd)
, D105231

참고문헌

  1. Jensen, J. L., Uaprasert, V., Fujii, C. R. Acid-Catalyzed Hydration of Dienes. 2. Changes in Activity Coefficient Ratios, Enthalpy, and Entropy as a Function of Sulfuric Acid Concentration. Journal of Organic Chemistry. 41 (10), 1675-1680 (1976).
  2. Ishida, H., Ono, M., Kaji, S., Watanabe, A.

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재인쇄 및 허가

태그

PtXNH3niobium tungstatetantalum tungstate