葡萄糖基水热炭构建Co―N―C催化剂及其硝基苯催化加氢反应性能

作     者：杨雨 卜钰 龙兴霖 周志康 王静 蔡进军 YANG Yu;BU Yu;LONG Xing-lin;ZHOU Zhi-kang;WANG Jing;CAI Jin-jun

作者机构：湘潭大学化工学院湖南湘潭411105 

出 版 物：《新型炭材料（中英文）》 (New Carbon Materials)

年 卷 期：2023年第38卷第3期

页      面：555-565页

核心收录：

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(21506184) 湖南省教育厅优秀青年项目(21B0098) 湘潭市科技计划指导项目(CG-ZDJH202120) 湘潭大学大学生创新训练计划 

主　　题：生物质葡萄糖 水热炭化 Co-N-C催化剂 硝基苯加氢 

摘      要：硝基苯选择性加氢反应是生产苯胺的重要方法,其关键在于开发一种具有高效选择性且低成本的绿色催化剂。本文基于葡萄糖水热炭化得到水热炭前驱体,结合尿素和硝酸钴一步高温热解制备了一种高度分散的富含Co纳米颗粒的氮掺杂多孔炭材料,将其作为催化剂用于硝基苯加氢反应。详细研究了热解温度对催化剂结构和催化活性的影响,证实了催化活性主要受催化剂的比表面积、Co掺杂量及其Co-Nx配位效应的影响。结果表明,将含10%Co源制备的前驱体800℃热解得到的催化剂(Co@NCG-800)表现出优异的硝基苯催化加氢性能,在以异丙醇为溶剂、100℃和1 MPa氢压下反应2.5 h时可实现硝基苯的转化,苯胺选择性高达99%。催化剂循环使用6次后的硝基苯转化率和苯胺选择性几乎保持不变。优异的循环稳定性能可归因于多孔炭材料中的氮元素和Co纳米颗粒的强相互作用,同时磁性Co纳米颗粒使得催化剂具有较好的分离特性和重复使用性。