燃燒法制備高活性CuNiM基催化劑及其合成嗎啉的研究.pdf

1、嗎啉是一種典型的雜環(huán)化合物，在化學工業(yè)中具有十分廣泛的用途。它作為一種精細化工中間體被應(yīng)用于醫(yī)藥、殺蟲劑、橡膠和紡織工業(yè)。又由于嗎啉具有優(yōu)良的生物降解性，近些年來，嗎啉以及衍生物還被應(yīng)用于新藥的的合成與制備，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前生產(chǎn)嗎啉的方法主要為二甘醇氨化合成嗎啉法，而該方法目前普遍存在著催化劑的活性低，壽命短等問題，因此開發(fā)催化活性高，熱穩(wěn)定性好的催化劑對合成嗎啉產(chǎn)業(yè)具有重大意義。
　　以乙二醇為燃料，銅、鎳為活性組分，氧

2、化鋁為載體，采用燃燒法制備了CuxNiyO/Al2O3催化劑，對催化劑的制備條件進行優(yōu)化，并使用鑭元素對催化劑進行改性?？疾炝嗽谙嗤姆磻?yīng)條件下，燃燒法制備的催化劑與浸漬法制備的催化劑活性及催化劑熱穩(wěn)定性的差別。實驗結(jié)果如下:在溫度為230℃，壓力為1.7MPa，二甘醇空速為0.4mL·g-1·h-1，氨醇比為10∶1的條件下，燃燒法制備的催化劑具有優(yōu)良的性能，嗎啉的選擇性可達到94.7％，二甘醇的轉(zhuǎn)化率為98.2％。另一方面，熱穩(wěn)定性

3、實驗表明，燃燒法制備的催化劑在290℃下反應(yīng)3小時后，嗎啉的選擇性仍然能保持在93.2％，二甘醇的轉(zhuǎn)化率保持在95.7％，這與常規(guī)浸漬法相比分別提高了26.7％和15.3％。通過SEM-EDS、XRD、BET、TPR、N2O吸附、XPS等手段對催化劑進行表征，結(jié)果表明:與常規(guī)浸漬法相比，燃燒法制備的催化劑在較高的銅含量的情況下還能保持相對較高的分散度以及較小的晶粒尺寸。鑭元素的加入不僅可以阻止銅顆粒的團聚，同時還可以促進表面晶格缺陷的形

4、成，從而提高催化劑的熱穩(wěn)定性。
　　以乙二醇為燃料，銅、鎳為活性組分，氧化鋁為載體，采用浸漬燃燒法制備了Cu-NiO@γ-Al2O3催化劑，并對比了該法制備的催化劑和燃燒法、浸漬法制備的催化劑單位時間的生產(chǎn)能力。另一方面，還考察了鋁、鎂、鑭、鋅元素的摻雜對催化劑的高溫穩(wěn)定性的影響。通過SEM、XRD、TPR等手段對催化劑進行表征，結(jié)果表明:與常規(guī)浸漬法相比，浸漬燃燒法制備的催化劑不僅能保持相對較高的銅的分散度以及較小的晶粒尺寸;同

5、時，在催化劑載體表面，焙燒過程能夠形成孔道結(jié)構(gòu)，使得反應(yīng)物能夠在催化劑表面更加充分的接觸而加快反應(yīng)速率。這使得在同樣的反應(yīng)條件下，當空速為0.6mL·g-1·h-1時，浸漬燃燒法制備的催化劑嗎啉的收率可達93％，而燃燒法和浸漬法只能分別達到84％和63％，遠低于前者。另一方面，浸漬燃燒法制備催化劑的過程中加入鋁、鎂、鑭、鋅元素均對催化劑的熱穩(wěn)定性有較大的提升。其中，摻雜鋅的催化劑具有最優(yōu)的高溫穩(wěn)定性，在290℃反應(yīng)5小時后，嗎啉的收率由