Pd/Zr-MOFs催化剂中Pd电子密度与粒径对糠醛低温加氢反应路径的影响

摘要

以一系列相同拓扑结构的Zr基金属有机框架（MOFs）材料为载体,采用过量浸渍法制备了Pd/UiO-66,Pd/UiO-66-NH₂及Pd/UiO-67-bpydc催化剂.研究了载体中不同含氮配体对Pd颗粒尺寸、电子密度以及糠醛加氢路径的影响. X射线光电子能谱（XPS）、 CO探针红外光谱（CO-FTIR）及透射电子显微镜（TEM）等表征结果表明,不同含氮配体与Pd颗粒间存在强度各异的相互作用,这种相互作用不仅调控了Pd颗粒的尺寸,还对Pd电子密度产生了显著的影响.催化反应结果表明,不同的含氮配体导致催化剂的活性及产物选择性呈现明显差异,从活性角度看,金属与不同载体间适度的键合作用有利于提升Pd/Zr-MOFs催化剂的活性,而过强的相互作用则会抑制其催化活性.在选择性方面, Pd电子密度是影响糠醛加氢路径选择性的关键因素.具体而言,UiO-66-NH₂中的的氨基氮及UiO-67-bpydc中的联吡啶氮促进了Pd颗粒的分散,还促进了UiO-66-NH₂及UiO-67-bpydc与Pd颗粒之间的电子转移.对于电子密度较大的Pd/UiO-67-bpydc及Pd/UiO-66-NH₂催化剂,糠醛优先通过侧链醛基（C=O）进行加氢;而对于电子密度较小的Pd/UiO-66催化剂,糠醛则优先通过呋喃环C=C双键加氢.

关键词

Pd/Zr-MOF催化剂 / 糠醛加氢 / 反应路径 / Pd电子密度