钯掺杂α-MnO₂无溶剂下催化氧化苯甲醇的性能

黄秀兵^1,2，王静静^1,2，郑海燕^1,2，路桂隆^1,2，王鹏^1,2

1. 北京科技大学材料科学与工程学院2. 北京材料基因工程高精尖创新中心

摘 要：通过共沉淀和原位煅烧转化方法,将Pd掺杂δ-MnO₂前驱体煅烧后制备得到Pd掺杂α-MnO₂纳米棒催化材料.通过氮气物理吸附、X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、热重分析、X射线光电子能谱等技术对催化材料进行了表征.扫描电镜和透射电镜结果显示,α-MnO₂纳米棒表面没有明显的Pd纳米颗粒,表明Pd可能掺杂到α-MnO₂晶格中.纯α--MnO₂的还原温度在390℃左右,但Pd掺杂可以极大地促进α-MnO₂还原,还原温度可低至约200℃左右.研究了所制备催化剂在无溶剂条件下对于以分子氧为氧化剂选择性催化氧化苯甲醇为苯甲醛的催化性能.结果表明:在无溶剂及用纯氧气为氧化剂条件下,Pd掺杂α-MnO₂纳米棒对苯甲醇氧化显示出增强的催化活性;所掺杂的氧化态Pd物质可增强催化材料中的氧迁移率;在这些Pd掺杂α-MnO₂催化材料中,当以Pd（3%,质量分数）-MnO₂为催化剂时,在110℃反应4 h后,苯甲醇的转化率为39%,远高于同条件下以纯α-MnO₂为催化剂时18. 3%的苯甲醇转化率.

关键词：纳米棒;α-MnO₂;钯掺杂;无溶剂氧化;溶胶-凝胶制备;