新型负载纳米铜复合纤维的制备及其催化二苯醚合成反应的研究

来源 :内蒙古工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:liongliong431
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铜纳米粒子(纳米铜)具有独特的光学、电学、催化、生物性能以及机械性能,其在多方面的性质与钯、铂、金等贵金属纳米粒子极其相似,而又具有产量大、造价低廉等独特优点,因此,纳米铜具有广泛的应用前景。本文利用静电纺丝法、高压加氢法、高温焙烧法相结合,将纳米铜粒子分散于一维纳米纤维中,制备了含有纳米铜的Cu/PAN纳米纤维和Cu/CNFs,并将两种复合载铜催化剂用于催化二苯醚合成反应中,获得以下实验结果:1.利用静电纺丝法制备了掺有铜盐的PAN纳米纤维,再通过高压加氢法对掺有铜盐的PAN纳米纤维进行还原,制备得到了含有纳米铜的Cu/PAN纳米纤维。通过扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对所制备的Cu/PAN纳米纤维进行了表征,结果表明,通过高压加氢法制备的纳米铜粒径较小、分布均匀,并能够均匀地分散于PAN纤维基质内外,而高压加氢过程并未对PAN纤维基质结构产生影响,PAN纳米纤维的主要作用为纳米铜的固定结构和保护结构。将通过静电纺丝法和高压加氢法所制备的不同含铜摩尔比的Cu/PAN纳米纤维用于催化二苯醚合成反应的研究,实验结果显示,含铜摩尔比为1/10的Cu/PAN纳米纤维对二苯醚合成反应有较好的催化效果,碘代苯的转化率为89.32%,目标产物二苯醚的选择性为32.86%。同时考察了Cu/PAN纳米纤维的循环使用性能,实验结果显示,利用静电纺丝技术与高压加氢法所制备的Cu/PAN纳米纤维具有较好的循环使用性能和较高的催化剂回收率。2.利用静电纺丝法、高压加氢法与高温焙烧法结合,制备了含有纳米铜的Cu/CNFs,并通过一系列表征手段对Cu/CNFs进行了表征。表征结果表明,具有较小粒径的铜纳米粒子能够均匀地分散于层状石墨网结构的碳纤维骨架内外。将制备得到的Cu/CNFs用于催化二苯醚合成反应的研究,结果表明,含铜摩尔比为1/10的Cu/CNFs对二苯醚合成反应具有较好的催化活性,碘代苯的转化率为97.39%,目标产物二苯醚的选择性为38.05%。同时还考察了Cu/CNFs的循环使用性能,实验结果证实了所制备的Cu/CNFs具有良好的循环利用性能。通过本论文的研究,将为制备新型纳米铜基复合纤维提供了新的方法和思路,同时也为纳米铜基复合纤维在催化领域的应用提供了一定的理论基础。
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