负载型纳米金催化剂因具有高的催化活性,而被广泛用于许多催化反应中。一般而言,纳米金催化剂的活性主要取决于其颗粒的大小和分散度。然而,由于金元素高的表面自由能和低的熔点,使其很容易出现烧结和团聚的现象,尤其在高温和高压条件下。高分散和高稳定性纳米金催化剂的设计和制备在催化领域具有重大的研究意义。本文通过浸渍法控制合成了负载型Au催化剂。同时选用物理吸附、X射线衍射仪、程序升温还原、场发射透射电子显微镜等表征手段对催化剂的微观结构进行了表征,并深入研究了催化剂的形成机理。最后通过苯甲醇的氧化反应对催化剂的性能进行了测试。主要研究内容如下:(1)利用浸渍法控制合成高分散、高活性、高热稳定性的AuPtCu催化剂。研究了水滑石载体中构晶离子Cu或Ni的定位作用,金属之间的作用以及高熔点金属Pt的抑制作用对于催化剂分散性、热稳定性和催化性能的影响。研究表明,当水滑石载体中的构晶离子具有定位作用时,催化剂的分散性和热稳定性较好。如AuPtCu纳米颗粒在经过600℃还原和煅烧后,其颗粒大小仅为4.7nm,而传统方法制备的催化剂颗粒已增大到10.5 nm。研究还发现,高熔点金属Pt元素的引入也会抑制纳米颗粒的团聚和烧结。正是由于多种作用力的同时运用,使得催化剂具有良好的抗烧结性。最后将本方法制备的催化剂用于苯甲醇氧化反应中发现,苯甲醛产率均在85%以上。(2)对于高分散性Au催化剂的形成机理进行了深入探究。研究表明,在催化剂制备过程中,构晶离子对Au纳米颗粒的分散度和结构有一定的影响。首先,在催化剂的干燥过程中,构晶离子Cu或Ni通过电子转移来抑制正价态Au元素的还原,使Au纳米颗粒以高分散的形式存在于载体中。其次,在催化剂的还原过程中,利用构晶原子与活性组分之间的定位作用和金属作用,得到纳米颗粒小、分散性高且具有镶嵌结构的Au催化剂。然而,当载体中不含有构晶离子时,纳米颗粒随机分散在载体上,容易迁移长大。最后,通过苯甲醇氧化反应的活性测试表明,Au纳米颗粒的大小对于催化性能有一定的影响。