涉氫催化劑的制備與催化性能研究.pdf

1、催化劑的制備有混合法、浸漬法、沉淀法、熔融法等。負(fù)載型催化劑具有廣泛的應(yīng)用，浸漬法和沉淀法是制備負(fù)載型催化劑的主要方法。浸漬法具有工藝簡單，處理量大等優(yōu)點；但浸漬法的主要缺點是不能保證活性組分在載體表面的均勻分布，對于活性組分負(fù)載量較高的催化劑，需要進行多次浸漬。溶膠共沉淀法可以制得多組分分布均勻、合適表面結(jié)構(gòu)的催化劑。本論文研究了溶膠共沉淀制備方法在氧化鋁負(fù)載Co-Mo雙金屬氮化物中的應(yīng)用，并探索了其氨分解性能和催化加氫性能；研究了間

2、二硝基苯加氫反應(yīng)中催化劑載體和溶劑等對反應(yīng)性能的影響等；探討了共沉淀法制備的氧化鋁負(fù)載Co催化劑在苯乙酮選擇性加氫反應(yīng)中的應(yīng)用。
　　 1溶膠共沉淀法制備氧化鋁負(fù)載Co-Mo雙金屬氧化物：采用乙醇-水雙溶劑體系溶膠共沉淀制備了氧化鋁負(fù)載Co-Mo雙金屬氧化物，實現(xiàn)了鈷離子、鉬酸根離子和鋁離子的同時沉淀。探討了乙醇和水體積比對共沉淀的影響；采用X-射線衍射，N2物理吸附和掃描電子顯微鏡等技術(shù)探討了老化時間、焙燒溫度對樣品結(jié)構(gòu)的影響

3、。研究發(fā)現(xiàn)，雙溶劑體系中，乙醇和水的體積比對鉬酸根離子沉淀有影響。對于MoO3負(fù)載量為10％（w/w）的樣品，乙醇體積50 ml時鉬酸根離子能完全沉淀。隨著老化時間的增加，樣品的比表面積先增加后下降。隨著焙燒溫度的升高，樣品的比表面積下降，XRD衍射峰強度增強。與浸漬法制備的氧化物比較，共沉淀法制備的氧化鋁負(fù)載Co-Mo雙金屬氧化物組分分布比較均勻。
　　 2溶膠共沉淀法制備氧化鋁負(fù)載Co-Mo雙金屬氮化物及其應(yīng)用：采用溶膠共沉

4、淀制備的氧化鋁負(fù)載Co-Mo雙金屬氧化前驅(qū)體，結(jié)合氨程序升溫氮化法制備了氧化鋁負(fù)載Co-Mo雙金屬氮化物催化劑。用X射線衍射、N2物理吸附方法表征了雙金屬氮化物催化劑的晶相、孔結(jié)構(gòu)，用程序升溫脫附、程序升溫表面反應(yīng)及掃描電子顯微鏡等技術(shù)對共沉淀法和浸漬法制備氮化物的晶格穩(wěn)定性、活性中心和表面形貌進行了考察，用氨分解反應(yīng)表征了催化劑的活性。探索了氧化鋁負(fù)載Co-Mo雙金屬氮化物在鄰氯硝基苯、間二硝基苯和苯乙酮加氫反應(yīng)中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，對

5、于溶膠共沉淀法制備的催化劑，隨著焙燒溫度的升高，催化劑的比表面積減小，活性組分的XRD衍射強度增強；673 K焙燒制得催化劑的氨分解活性最高；與浸漬法比較，用共沉淀法制備的氧化鋁負(fù)載Co-Mo氮化物催化劑具有更高的晶格穩(wěn)定性，更為分散的活性組分及更高的氨分解活性；氧化鋁負(fù)載Co-Mo雙金屬氮化物在硝基化合物加氫反應(yīng)中有一定的活性，在苯乙酮加氫反應(yīng)中對α-苯乙醇有較好的選擇性。
　　 3間二硝基苯催化加氫：采用浸漬沉淀法制備了Pd

6、/C催化劑，探討了溶劑對間二硝基苯催化加氫性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，載體對間二硝基苯加氫反應(yīng)的影響與溶劑有關(guān)。溶劑對反應(yīng)歷程沒有影響，但中間產(chǎn)物在溶劑中的溶解性對產(chǎn)物選擇性有重要影響，間亞硝基硝基苯在苯中的含量遠小于乙醇中的含量。在苯和乙醇兩種不同溶劑中，反應(yīng)條件對反應(yīng)速率的影響規(guī)律存在顯著差異。與乙醇溶劑相比，隨著反應(yīng)溫度的升高，苯溶劑中反應(yīng)速率增加略快；隨著反應(yīng)壓力的升高，苯溶劑中間二硝基苯反應(yīng)速率的增加較快。有機物和氫氣在溶劑中的溶解

7、度及由溶劑效應(yīng)引起的催化劑表面的吸脫附行為對反應(yīng)速率有較大影響。
　　 4共沉淀法制備Co/Al2O3催化劑的苯乙酮選擇性加氫：共沉淀法制備了氧化鋁負(fù)載Co氮化物和金屬催化劑，研究了苯乙酮加氫產(chǎn)物分布，探討了制備方法、催化劑負(fù)載量、反應(yīng)溫度等對活性和產(chǎn)物選擇性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，過渡金屬氮化物為催化劑時，苯乙酮的加氫產(chǎn)物有α-苯乙醇和乙苯，α-苯乙醇的選擇性較高。以氧化鋁負(fù)載Co金屬為催化劑時，苯乙酮加氫的產(chǎn)物主要為α-苯乙醇和乙