一种具有温敏表面的氧化石墨烯负载钯催化剂的制备及催化性能

以过硫酸铵（APS）为引发剂，N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为单体，在氧化石墨烯（GO）表面生长温敏高分子聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM），获得复合载体GO-PNIPAM，并通过水相浸渍还原法制备具有温度敏感特性的Pd催化剂（Pd/GO-PNIPAM）。采用红外光谱、差示量热、热重、元素分析、透射电镜和电感耦合等离子原子发射光谱对复合载体GO-PNIPAM和Pd催化剂进行表征。结果表明，PNIPAM在GO上的接枝率约占60%。GO-PNIPAM显示出明显的温敏效应，其最低临界溶液温度约37℃。Pd/GO-PNIPAM上Pd纳米颗粒的平均粒径为(4.70±0.85)nm，远小于Pd/GO中Pd平均粒径(8.79±2.68)nm。因此，PNIPAM在GO上的接枝为金属纳米颗粒的沉积提供了大量的锚定位点，有助于金属纳米颗粒在其上的分散。Pd/GO-PNIPAM在高温下（80℃）肉桂醛（CAL）的选择性加氢反应中显示出优良的催化性能，初始转换频率（initial TOF）达192.3min^-1，高于GO负载Pd催化剂（Pd/GO，103.5min^-1）。Pd/GO-PNIPAM较高的Pd纳米颗粒分散性和高温下对CAL良好的吸附性能协同作用，导致其催化活性提高。     

表面润湿性可控的碳纳米管负载钯催化剂及其在1,8-二硝基萘选择性加氢中的催化性能

首先通过原子转移自由基聚合技术（atom transfer radical polymerization，ATRP）在碳纳米管（CNT）表面接枝聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM），成功制备出表面润湿性可控的复合载体（CNT-PNIPAM），并以其为载体制备Pd催化剂（Pd/CNT-PNIPAM）。采用红外光谱仪（FTIR）、热重仪（TGA）、有机元素分析仪（OEA）、差示量热仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和N₂吸附等手段对材料进行表征。制备的催化剂用于1,8-二硝基萘（1,8-DNN）选择性加氢反应，并研究表面化学对催化性能的影响。结果表明，CNT-PNIPAM的最低临界溶液温度（LCST）为37℃左右。利用温敏效应，CNT-PNIPAM在25℃（＜LCST）下负载Pd纳米颗粒，粒径为3.6nm±0.8nm。载体在低温下的亲水表面提高了Pd纳米颗粒在其上的分散。Pd/CNT-PNIPAM在120℃ （＞LCST）下表面润湿性发生转换。PNIPAM接枝引起催化剂表面化学性质的变化，进而使其对底物的吸附性能发生改变。Pd/CNT-PNIPAM上Pd颗粒的高度分散及其对1,8-DNN优良的吸附性能不仅使催化活性得以提高（反应速率常数k=2.1h^-1），而且对1,8-DAN的选择性也更高（完全反应时1,8-DAN选择性达98%）。