含Pd，Cu，Ni，Zr類水滑石的合成及其催化性能.pdf

1、甲基異丁基酮(MIBK)是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑，先進(jìn)的生產(chǎn)方法是丙酮氣相縮合加氫一步法，該工藝關(guān)鍵的技術(shù)是開發(fā)高效的雙功能催化劑，即催化劑同時具有縮合、加氫以及適宜的酸、堿性質(zhì)。目前開發(fā)的貴金屬和過渡金屬催化劑均是采用浸漬法或沉淀法制得，催化劑熱穩(wěn)定差、活性組分分布不均、丙酮轉(zhuǎn)化率低或MIBK選擇性差。類水滑石化合物是一種層狀的化合物，層板的化學(xué)組成具有可調(diào)控性，層間陰離子具有可交換性，基于類水滑石的這些特性，本文將Pd、Cu、Ni三種活

2、性組分引入水滑石層板中，制得含有活性金屬的三元類水滑石，焙燒這些類水滑石前體得到活性組分均勻分散的催化劑，通過調(diào)節(jié)類水滑石前體中金屬組分的含量以及M2+/M3+比，得到催化性能較好的丙酮氣相縮合加氫合成MIBK催化劑。由于ZrO2既是酸催化劑，又是堿催化劑，能夠調(diào)節(jié)催化劑的酸堿性，因此，本文又將Zr引入到上述三元類水滑石中，制得含Zr的四元類水滑石，焙燒后得到ZrO2修飾的催化劑，以進(jìn)一步調(diào)節(jié)催化劑的酸堿性、活組分的分散性，提高催化性能

3、。由于水滑石層間陰離子具有可交換性，本文又將PdCl42-引入水滑石層間，并以其為前體制得Pd基催化劑。 采用共沉淀方法，以NaOH和Na2CO3為沉淀劑，在pH=9～10，晶化溫度60℃，晶化時間12小時下合成出不同M2+/M3+、不同金屬含量的層狀結(jié)構(gòu)完整的PdMgAl、CuMgAl、NiMgAl類水滑石，并以這些類水滑石為前體制備了M/Mg(Al)O(M=Pd、Cu、Ni)催化劑，通過化學(xué)分析、XRD、IR、SEM、SEM

4、-EDS面掃描、DTA、比表面積測定、CO2-TPD、TPR等測試手段探討了金屬離子含量、M2+/M3+比對類水滑石結(jié)構(gòu)、熱分解過程結(jié)構(gòu)的變化以及催化劑的酸堿性、活性金屬分散性和還原性的影響，并進(jìn)行了丙酮氣相縮合加氫制取MIBK催化性能的研究。同樣采用共沉淀的方法制備了不同Zr含量的PdMgAlZr、CuMgAlZr及NiMgAlZr四元類水滑石，探討了Zr含量對類水滑石結(jié)構(gòu)，衍生催化劑的堿性、活性金屬分散性和還原性以及催化性能的影響。

5、研究結(jié)果表明，M2+/M3+=2～4，Pd含量0.1～1mol％，或Cu、Ni含量1～10mol％可以合成晶相單一、層狀結(jié)構(gòu)完整的PdMgAl、CuMgAl、NiMgAl類水滑石，500℃焙燒這些類水滑石能夠得到以MgO晶相為主、活性金屬組分均勻分散的弱堿性催化劑，催化丙酮氣相縮合加氫制取MIBK的性能優(yōu)于浸漬法和沉淀法制備的催化劑：Zr含量不超過20mol％能夠合成晶相單一、層狀結(jié)構(gòu)完好的PdMgAlZr、CuMgAlZr及NiMgA