负载型金属催化剂容易回收,可重复利用,被广泛应用于加氢、脱氢及重整等催化反应中,是石油炼制及精细石油化工等过程中最重要的一类催化剂。该类催化剂通常采用浸渍法制备,但浸渍法影响因素多、过程复杂,很难获得同时达到高活性、高选择性和高稳定性的加氢催化剂。本论文采用载体直接吸附金属纳米颗粒的方法制备负载金属催化剂,即先制备粒径均一的金属纳米颗粒,再与多孔载体进行组合,形成组合型负载Pt/C催化剂。并添加不同金属助剂对该催化剂进行修饰。通过TEM、ICP和XPS等表征手段表征了这种新思路制得的负载金属催化剂的表面形态、金属负载量、电子状态及Pt的分布情况等物理化学性质,探讨了影响催化性能的具体因素。研究结果如下:1.催化剂表征结果表明,助剂Fe的修饰使Pt-Fe/C双金属催化剂的活性组分更多的分布在活性炭载体的表面。XPS区域表征结果表明,载体表面金属含量比平均含量增加了近10倍,形成了类似于核壳型的结构,这有助于降低液相催化加氢的传质阻力,减少深度加氢的可能性,从而提高催化加氢反应速度和加氢反应的选择性。另外Fe助剂的加入使得Pt-Fe/C催化剂中的Pt原子发生电子转移,使Pt原子处于更为强烈的缺电子状态,也能提高了催化性能。2.邻氯硝基苯催化加氢结果表明,Pt-Fe/C能够有效的抑制脱氯,在保持较高催化活性的条件下,提高目标产物的选择性。Fe/Pt的质量比是影响Pt-Fe/C催化性能的主要参数。Fe/Pt=2时,Pt-Fe/C催化剂具有最好的催化活性,在1Mpa、60oC的条件下,转化率100%,TOF达到78S-1,而同时对邻氯苯胺的选择性达到了99.5%。Fe的调变作用是Pt-Fe/C催化剂选择性高的主要原因。实验结果表明,Fe的修饰使Fe与底物中的-NO2相互作用加强了N=O键的极性从而提高的硝基的加氢速率。因此,C-Cl键的极性降低,强度增大,脱卤反应被有效地抑制了。另外活性组分Pt原子在载体表面的分布不仅使吸附反应物的能力加强,也减少了产物与Pt之间的接触时间,降低深度氢化。稳定性方面,TTO高达625000,而且通过表征发现活性下降的主要原因是载体结构的坍塌以及纳米颗粒的迁移导致团聚失活。而活性组分流失仅为0.6%,表明了Pt的负载程度相当牢固。3.对所制备的组合型双金属催化剂的普适性进行了研究,采用不同类型芳香硝基类化合物加氢反应进行考核,结果表明,对硝基苯、卤代硝基苯(m-,p-)、甲基硝基苯(o-,m-,p-)、对甲醚硝基苯、2,4-二硝基甲苯等不同类型的芳香类硝基化合物等均具有很高的液相催化加氢性能。在1 Mpa、60 oC的反应条件下转化率在100%时,选择性都在96%以上。可见Pt-Fe/C催化剂对各类不同类型的芳香类硝基化合物催化加氢具有很广泛的普适性。4.研究了添加过渡金属的组合型Pt/C双金属催化剂的不饱和醛酮的选择性加氢反应。结果表面Pt-Fe/C催化剂显示了较高的活性和选择性。在反应条件为70℃、4MPa、2.5h、Fe/P(t质量比)=2时, Pt-Fe/C催化剂上肉桂醛的加氢转化率达到87.2%,而生成肉桂醇的选择性也高达80.41%。助剂Fe的修饰使Pt/C催化剂的表面金属利用率、传质阻力和电子效应等都得到一定的改善,因此提高了肉桂醛加氢反应的催化活性和选择性。我们还研究了不同反应条件对Pt-Fe/C催化剂上催化加氢肉桂醛反应性能的影响。结果表明:助剂Fe的含量在合适值时,才能得到最优的催化活性和选择性。在一定范围内温度升高,由于d电子的激发等原因,可以增加活性中心的数目,Pt-Fe/C催化剂加氢活性和肉桂醇的选择性得到提高。总之,组合型双金属Pt-Fe/C催化剂具有较高的催化性能,制备过程简单、可控,重复性好,可应用到其他多相催化反应,获得高转化率、高选择性的目标产物。