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氢氧直接合成H2O2具有工艺简单和环境友好等优点,是一种绿色且经济可行的方法。目前,Pd基催化剂是直接合成H2O2最佳的催化剂。但是,常规Pd基催化剂合成H2O2的选择性和产率较低,其主要原因是Pd基催化剂活性组分Pd利于H2O2的合成,但也利于O2和H2O2中O-O键易解离,导致H2O2选择性和产率较低。此外,H2O2的合成反应0仅在Pd表面进行,体相中的Pd无法得到充分利用,造成极大浪费。要想提高H2O2选择性和产率,Pd纳米粒子不但应该具有较小的粒径,提供更多的活性位;还应该有较少的不饱和位点,以减少O-O键的解离。在反相微乳液中合成纳米粒子利于其形貌控制,还可限制颗粒的生长,提高金属分散性;不同还原电势的非贵金属掺杂会影响Pd O含量及改变活性组分对反应物分子的吸附;而以非贵金属为核、Pd为壳核壳结构M@Pd活性组分可有效降低成本,提高Pd的利用率。鉴于此,本文基于金属还原电势差,采用共还原法和电置换反应（GRR）在反相微乳液内制备以非贵金属掺杂的双金属Pd-M、以及以Pd包覆Sn的包覆型双金属纳米粒子为核,多孔碳为壳的核壳结构催化剂Pd-M@HCS（M=Sn,Fe,Co,Ni）和（Sn@Pd）@HCS。利用TEM、XPS、XRD、N2吸附/脱附和H2-TPD表征手段对催化剂进行表征分析,测定其直接合成H2O2的性能,并探讨了催化剂的活性组分粒径、组成以及H2/O2吸附能力对H2O2直接合成性能的影响。具体研究内容如下:1.共还原法制备Pd-M@HCS催化剂及nPd/n Sn对H2O2直接合成的影响研究。利用共还原法在反相微乳液内制备以非贵金属掺杂的双金属Pd-M双金属纳米粒子为核,多孔碳为壳的核壳结构催化剂Pd-M@HCS（M=Sn,Fe,Co,Ni）,研究催化剂结构及其合成H2O2的性能。研究结果表明,不同还原电势的非贵金属M（M=Sn,Fe,Co,Ni）掺杂提高了活性组分的H2吸附量且降低了O2中O-O键的解离。各催化剂的H2吸附量顺序为Pd-Sn@HCS>Pd-Fe@HCS>Pd-Co@HCS>Pd-Ni@HCS>Pd@HCS,这与催化剂合成H2O2产率、选择性和收率大小顺序一致。这是因为非贵金属的掺杂有效提高了活性组分对反应物分子的吸附,反应活性位点吸附的反应物越多,越有利于促进反应物的催化转化。论文还研究了n Pd/n Sn对催化剂Pd-Sn@HCS合成H2O2性能的影响。研究结果表明,随nPd/n Sn的减小,Pd粒径先降低后增大,当nPd/n Sn为2时,活性组分分散较好、晶粒粒径较小,平均粒径为5.77±0.97 nm,其合成H2O2选择性和产率最大,分别为97%和3961 mmol/gPd·h-1。经过10次循环后,H2O2的产率从3961 mmol/gPd·h-1降低到3650 mmol/gPd·h-1,下降至原来的92.1%,说明其稳定性良好。2.Pd-Sn@HCS催化剂空腔及壳层孔容对直接合成H2O2性能研究。通过改变制备种子溶液Pd-Sn@Si O2的正硅酸乙酯（TEOS）含量和制备Pd-Sn@HCS碳壳层CTAB含量分别调控催化剂空腔及壳层孔容。研究结果表明,随TEOS和CTAB添加量的增加,催化剂的空腔和壳层孔容均先增加后减小,当TEOS添加量为2ml时,催化剂Pd-Sn@HCS-2的空腔孔容最大,为0.66 cm3·g-1,当CTAB添加量为3.3ml时,催化剂Pd-Sn@HCS-3.3的壳层孔容达到最大,为0.16 cm3·g-1。催化剂Pd-Sn@HCS（y=2,z=3.3）具有最佳的空腔尺寸和壳层孔容,其直接合成H2O2的H2转化率和H2O2产率最高,分别为40%和4685 mmol/gPd·h-1。这说明催化剂空腔和壳层孔容的增加有利于反应物分子和生成物分子传质,从而促进其对于H2O2的合成。3.（Sn@Pd）@HCS催化剂的制备及Sn@Pd纳米颗粒粒径对直接合成H2O2的影响研究。通过电置换反应（GRR）在反相微乳液内制备以Pd包覆Sn的包覆型核壳结构纳米粒子为核,多孔碳为壳的双核壳结构催化剂（Sn@Pd）@HCS。研究表明,通过控制金属前驱体溶液的比例和浓度可以在反相微乳液内通过电置换反应调控催化剂核Sn@Pd的粒径。随着nSn/n Pd比增加（3:1→3:3）,Sn@Pd纳米粒子粒径先减小后增大（5.71±1.54 nm→5.15±0.81 nm→6.12±1.48 nm）;随Pd2+添加量增加（0.2 ml→0.8 ml）,Sn@Pd纳米粒子粒径逐渐增大（4.85±1.14 nm→7.77±2.85nm）。活性评价结果表明,随着Sn@Pd纳米粒子粒径的增大,H2O2的选择性和产率先增大后减小,当Sn@Pd纳米粒子粒径为5.15±0.83 nm时(nSn/n Pd比为3:2、Pd2+添加量为0.4 ml),催化剂直接合成H2O2的选择性和产率较大,分别为98%和4899 mmol/gPd·h-1。此外,该催化剂经过5次循环后,H2O2的产率从4899mmol/g Pd·h-1降低到4677 mmol/gPd·h-1,下降至原来的95%,说明该催化剂稳定性和循环能力较好。