基于三维介孔氮化碳的多功能催化剂的设计与研制

多相催化剂的研究在化学化工领域具有重要的理论意义和实用价值。传统单一催化活性中心的催化剂在复杂反应体系中催化活性及选择性一般都很低，需要与助催化剂共同作用，才能催化目标反应顺利进行。助催化剂的加入往往衍生新的副反应或导致环境污染，解决这一问题的关键在于开发新型多活性中心的多功能催化剂。本项目拟合成一类非硅基三维介孔氮化碳材料，通过硼掺杂和氟功能化在氮化碳材料中引入新的活性中心；以此三维介孔氮化碳及其改性材料为载体，负载纳米金属颗粒，制备多（双）活性中心的多（双）功能催化剂；系统地考察这些催化剂在苯酚选择性加氢制备环己酮反应中的活性，通过对催化活性、机理的研究与催化剂结构的表征，关联催化剂不同活性中心之间的协同与匹配规律，筛选出高活性、高选择性的多功能催化剂。

多相催化剂的研究在化学化工领域具有重要的理论意义和实用价值。传统单一催化活性中心的催化剂在复杂反应体系中催化活性及选择性一般都很低，需要与助催化剂共同作用，才能催化目标反应顺利进行。助催化剂的加入往往衍生新的副反应或导致环境污染，解决这一问题的关键在于开发新型多活性中心的多功能催化剂。针对这一问题，本项目首先开发了改性的多孔氮化碳材料，采用化学修饰以及与碳纳米管杂化等手段对多孔氮化碳材料进行功能化，在材料上引入多活性位点，极大地提高了氮化碳的催化活性。以氮化碳或含氮的炭材料作为新颖的多功能载体，负载纳米金属Pd，通过Pd和电负性的氮之间的相互作用，提高了催化剂在相关催化加氢及催化氧化反应中的活性与选择性。