Cu-ZrO2催化劑的制備及其用于二乙醇胺脫氫性能研究.pdf

1、Cu/ZrO2催化劑可應(yīng)用于CO、CO2加氫合成甲醇,甲醇水蒸汽重整轉(zhuǎn)化制氫,氮氧化物(NOx)的降解,氨基醇脫氫制氨基酸和環(huán)己醇脫氫制環(huán)己酮等反應(yīng)過程中。在工業(yè)生產(chǎn)上,傳統(tǒng)方法制備的Cu/ZrO2催化劑存在以下不足:催化劑損耗量大,失活快,反應(yīng)時間長,反應(yīng)收率和選擇性低等。所以優(yōu)化催化劑制備工藝條件有重要意義。
　　論文在大量文獻(xiàn)調(diào)研和理論分析的基礎(chǔ)上,以Cu(NO3)2·3H2O和ZrOCl2·8H2O為原料,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％

2、的氫氧化鈉為沉淀劑,采用共沉淀法制備出用于二乙醇胺脫氫制備亞氨基二乙酸的Cu/ZrO2催化劑,通過正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,確定了共沉淀法制備Cu/ZrO2催化劑的較優(yōu)工藝條件為:n(Zr)∶n(Cu)=2∶1,鋯鹽初始濃度為0.2 mol/L,分步加料方式,沉淀終點(diǎn)pH值為12,陳化時間為5 h,還原時間為5 h。并通過單因素實(shí)驗(yàn)考察得到了二乙醇胺脫氫合成亞氨基二乙酸鈉鹽的工藝條件:M催化劑∶M二乙醇胺=1∶6,N氫氧化鈉∶N二乙醇

3、胺=2.4∶1,反應(yīng)溫度為165℃,反應(yīng)壓力為1.2 MPa。
　　將新鮮Cu/ZrO2催化劑用于二乙醇胺催化脫氫反應(yīng),亞氨基二乙酸鈉的收率達(dá)90.21%,選擇性達(dá)98.45%,將其重復(fù)使用10次后,平均收率為84.09%,平均選擇性為95.93%,單程失活率為1%～3%。結(jié)果表明制備的Cu/ZrO2催化劑具有較高活性和較長的使用壽命。
　　在二乙醇胺脫氫產(chǎn)物的電位滴定分析方法的基礎(chǔ)上,本文研究了高效液相色譜方法對產(chǎn)物分析的

4、條件,得到了最佳色譜條件:強(qiáng)陰離子交換色譜柱(Hypersil SAX5μm4.6 mm×250 mm),流動相[0.1 mol/L(NH4)2HPO4,用磷酸調(diào)pH=3],柱溫為30℃,檢測波長為200 nm,流速為1.0 mL/min,進(jìn)樣量為20μL,外標(biāo)法定量。通過此最佳液相色譜分析條件測定亞氨基二乙酸,得到了標(biāo)準(zhǔn)線性回歸方程。
　　采用TG、TPR、BET、XRD和SEM等現(xiàn)代儀器,本文對催化劑前驅(qū)體和成品的理化性質(zhì)進(jìn)行