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聂超,刘琪,高广,赵泽伦,李福伟.介孔碳负载高分散Fe-P催化剂的制备及其催化硝基苯加氢性能研究[J].分子催化,2022,36(4):330-337

介孔碳负载高分散Fe-P催化剂的制备及其催化硝基苯加氢性能研究

Mesoporous Carbon Supported Highly Dispersed Fe-P Catalyst for Nitrobenzene Hydrogenation

投稿时间：2022-05-28 修订日期：2022-06-26

DOI：10.16084/j.issn1001-3555.2022.04.004

中文关键词: 加氢非贵金属 Fe基催化剂介孔碳

英文关键词:hydrogenation non-precious metal Fe-based catalyst mesoporous carbon

基金项目:国家自然科学基金（21902165, 22102196）; 甘肃省青年科技基金计划（20JR5RA557）

作者	单位	E-mail
聂超	中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室, 甘肃兰州 730000 中国科学院大学, 北京 100049
刘琪	中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室, 甘肃兰州 730000 中国科学院大学, 北京 100049
高广	中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室, 甘肃兰州 730000
赵泽伦	中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室, 甘肃兰州 730000	zzl@licp.cas.cn
李福伟	中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室, 甘肃兰州 730000	fuweili@licp.cas.cn

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中文摘要:

开发低成本和高性能的加氢催化剂对于基础研究和工业应用具有重要意义. 采用浸渍-热解策略, 将Fe³⁺-植酸的配合物负载到介孔碳（MPC）表面热解处理, 实现了一步法合成磷掺杂碳负载金属催化剂, 并可通过调节Fe和植酸比例制得一系列具有不同结构的Fe-P/MPC催化剂. 结合XPS、XRD、BET、SEM和TEM等表征技术, 发现高分散的Fe-P催化剂（0.1Fe-P/MPC）具有最优的硝基苯加氢催化活性（TOF= 334 h^-1）, 相较于单原子Fe₁-P-C催化剂, 活性提升了约7倍, 同时该催化剂也展现出较高的稳定性, 循环使用5次活性未见明显下降; 而纳米金属磷化物Fe₂P（0.5Fe-P/MPC）则几乎没有加氢活性.

英文摘要:

The development of low-cost and high-performance hydrogenation catalysts is very important for academic research and industrial application. In this work, Fe-P/MPC(mesoporous carbon) catalysts with different structures were prepared by impregnation-pyrolysis method through regulating different ratios of Fe³⁺/phytic acid precursors. Combining with XPS, XRD, BET, SEM and TEM characterization, it was found that the highly dispersed Fe-P catalyst (0.1Fe-P/MPC) has the best catalytic activity (TOF = 334 h^-1) for nitrobenzene hydrogenation, which is about 7 times higher than that of the single-atom Fe₁-P-C catalyst. Furthermore, the catalyst cycle stability experiments confirmed that the 0.1Fe-P/MPC catalyst has good stability. In contrast, Fe₂P(0.5Fe-P/MPC) has almost no hydrogenation activity.

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