鎳基金屬間化合物的制備及其催化苯乙炔選擇性加氫性能研究.pdf

1、苯乙炔選擇性加氫精制苯乙烯是一類重要的石油化工反應,Ni基金屬間化合物因其突出的催化加氫性能,引起了研究者的廣泛關注。然而,通過傳統(tǒng)方法合成的Ni基金屬間化合物催化劑,存在粒徑、形貌、結構難于控制,催化劑穩(wěn)定性差等弊端。因此,針對上述問題,本論文基于水滑石(LDHs)獨特的結構特點,采用層狀前體拓撲轉變法制備了系列Ni基金屬間化合物催化劑,其對苯乙炔選擇性加氫制苯乙烯反應顯示出突出的催化性能。通過外源法引入M組份(M=P、Se、Te、B

2、i)與Ni基LDHs前體反應,系統(tǒng)調變Ni/M比例及LDHs前體結構拓撲轉變條件,有效調控了NixMy金屬間化合物催化劑的活性位結構;采用多種研究方法(原位表征技術、DFT理論計算方法),揭示了NixMy金屬間化合物催化劑的幾何/電子結構與催化性能的構效關系,認識了NixMy金屬間化合物催化作用機制。本論文工作為Ni基金屬間化合物催化劑的制備及性能強化拓展了新思路,具有一定的理論價值和實際應用前景。
　　本論文的主要研究內容與結果

3、如下:
　　1、NixPy金屬間化合物結構調控及其對苯乙炔選擇性加氫催化性能研究
　　針對難于進入LDHs層板的非金屬P元素,論文提出以LDHs基高分散Ni納米粒子為前體,外加不同比例紅磷并沉積于其表面,精細控制焙燒還原條件,制備得到系列結構、形貌及組成可控的NixPy金屬間化合物催化劑(Ni12P5,Ni2P,NiP2)。催化性能評價表明:隨著P/Ni比例的升高,催化劑活性降低,選擇性上升,其中Ni2P/Al2O3樣品表現(xiàn)

4、出來最佳催化性能(活性性98.6％,選擇性88.2％)。進一步通過EXAFS,XPS,in situ FTIR和DFT研究了NixPy金屬間化合物特定的配位環(huán)境和有序的原子排列,兩種元素在原子水平上相互高分散,電子由Ni偏移到P。NixPy金屬間化合物這種獨特的幾何和電子結構,影響了反應中間產(chǎn)物的吸附狀態(tài),有效降低了苯乙烯的脫附能,抑制了產(chǎn)物苯乙烯的過加氫,從而顯著提高了苯乙烯的選擇性。
　　2、NiM(M=Se、Te、Bi)金屬

5、間化合物的制備及其對苯乙炔選擇性加氫催化性能研究
　　基于上述工作,采用外源法引入M(M=Se、Te、Bi)組份于LDHs基Ni納米催化劑前體,經(jīng)層狀前體原位拓撲轉化過程,制備得到系列負載型NiM(NiSe、NiTe、NiBi)金屬間化合物催化劑,并研究了其對苯乙炔選擇性加氫的催化性能,其中NiBi金屬間化合物展現(xiàn)出最佳的苯乙炔催化性能(活性性95％,選擇性85％)。通過系列結構表征表明:上述三種金屬間化合物具有近似的晶體結構及表