论文总字数：25918字

摘 要

由于过渡金属磷化合物具有与过渡金属氮化物、碳化物相似的类贵金属性质，近年来在催化领域备受关注。在加氢脱硫、脱氮反应中过渡金属磷化物表现出了更加优越的催化活性和抗硫性能，然而，纯相的过渡金属磷化物催化剂比表面积非常小，使其工业化应用受到了限制。本论文以金属盐类和磷酸氢二铵为原料，考察了螯合剂柠檬酸的加入量对MoP催化剂表面性能的影响，并将其应用于三氯乙烯的加氢脱氯反应，进一步比较了表面积对其加氢脱氯催化性能的影响。研究表明，当柠檬酸与磷化钼的摩尔比为1.5时，催化活性达到最高，加入柠檬酸提高了催化剂比表面积从而提高了催化剂的催化活性。

关键词：过渡金属磷化物，柠檬酸，三氯乙烯，加氢脱氯

The preparation of large specific surface

transition metal phosphide catalysts

Abstract

In recent years, transition metal phosphorus, just as transition metal nitrides and the transition metal carbides, have been paid much attention in the field of catalysis because of their similar properties to noble metal catalysts. Especially in some involved hydrogen reaction, such as hydrogenation desulfurization and denitrification reactions, transition metal phosphorus showed more superior catalytic activity and ability to anti sulfur than transition metal nitrides and the transition metal carbides. Study has found that the physical properties of the transition metal phosphide is similar with the, but its catalytic activity in is more outstanding. However, specific surface area of transition metal phosphide is very small, limiting its application in the field of catalysis. We prepare large specific surface transition metal phosphide catalysts with metal salt, ammonium monohydric phosphate and citric acid , further more we explore the affect of CA to catalyst surface. Studies show that when the molar ratio of citric acid and molybdenum phosphide is 1.5, the catalytic activity is the highest. The adding of citric acid improve the catalyst surface area so as to improve the catalytic activity of the catalyst.

KEY WORDS: transition metal phosphorus, citric acid, ethylene trichloride, hydrogen chloride

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 前言 1

1.2 过渡金属磷化物 1

1.2.1 过渡金属磷化物的性质 1

1.2.2 过渡金属磷化物的构型 2

1.2.3 过渡金属磷化物的制备 3

1.2.4磷化物的催化性能探究 5

1.2.5 过渡金属磷化物的表征 6

1.3 三氯乙烯加氢脱氯反应的研究 6

1.3.1 三氯乙烯的性质 6

1.3.2三氯乙烯的后处理 6

1.4 选题背景及主要研究内容 7

1.4.1 选题背景 7

1.4.2 主要研究内容 8

第二章 实验综述 9

2.1 实验试剂与仪器 9

2.2 催化剂的制备 10

2.3 催化剂表征 11

2.3.1 X射线衍射（XRD） 11

2.3.2 BET比表面积及孔分布测定 11

2.4 催化剂活性测试 12

第三章 过渡金属磷化物催化剂在三氯乙烯加氢脱氯反应中的研究 13

3.1 引言 13

3.2 过渡金属磷化物对于三氯乙烯加氢脱氯的活性测试 13

3.2.1 磷化钼、磷化铁、磷化镍、磷化钨催化剂活性测试 13

3.2.2 不同摩尔比的磷化钼催化剂催化性能 14

3.3 本章小结 16

第四章 催化剂的表征及机理探究 17

4.1 引言 17

4.2 催化剂的表征及分析 17

4.2.1 催化剂的XRD表征及分析 17

4.2.2 催化剂的BET表征及分析 18

4.3 催化剂催化机理探究与分析 19

4.4 本章小结 20

第五章 总结与展望 21

5.1 全文总结 21

5.2 展望 22

参考文献（References） 23

致谢 26

第一章 绪 论

1.1 前言

三氯乙烯（trichloroethylene，简称TCE）是乙烯分子中三个氢原子被三个氯原子取代形成的一种重要的有机氯化物，广泛应用于金属处理过程、农药制备和有机合成原料等方面^[1]。除此之外，三氯乙烯还广泛应用在化妆品制造、冰箱制冷剂、和衣服干洗剂等和日常生活紧密联系的方面^[2]。因此三氯乙烯成为污染大气，土壤以及人们赖以生存的水资源的新一代污染物，在以上环境中很容易检测到三氯乙烯。除此之外，三氯乙烯还对人的神经系统，心血管系统，消化道系统等造成严重的损害^[3,4,5] 国外早在1947年就报导描述了三氯乙烯引起的全身性剥脱性皮炎^[6]，而我国直到1994年才报导^[7]。并且最新的研究表明，TCE还存在潜在的致癌性。鉴于三氯乙烯对生态系统以及人体的诸多危害，严格控制其生产、使用和排放就势在必行。

三氯乙烯的后处理方法分为物理法（气提法，吸附法，萃取法）^[8,9,10,]、生物降解法^[11]、多相光催化氧化法以及膜分离法等方法。但是这些方法需要较高的处理成本，并且处理不当还会产生其他的环境污染问题。例如焚烧后处理法，如果三氯乙烯燃烧不充分，将会产生更高毒性的二恶英以及多氯二苯并呋喃。虽然光解，臭氧氧化等方法能接近完美的处理三氯乙烯，但是其处理效率低下，需求高能量的特性使其不能在工业上大范围推广。加氢脱氯被证明是一种有效处理三氯乙烯的方法^[12-14]，其反应产物氯化氢能够无公害处理，所以该方法是同时满足生态，环境，资源可持续发展要求的一种新型方法。

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