α-蒎烯異構(gòu)化催化劑的制備及性能研究.pdf

1、采用不同方法制備負載型納米SO42-/TiO2/Al2O3、SO42-/ZrO2/Al2O3固體酸催化劑及改性Ca—A型分子篩，同時運用XRD、BET、NH3-TPD、FT—IR等技術(shù)與方法對催化劑的晶相結(jié)構(gòu)、比表面積、孔結(jié)構(gòu)、酸中心性質(zhì)等進行表征，以α—蒎烯異構(gòu)化反應(yīng)為探針考察了催化劑的催化性能。結(jié)果表明，用沉淀法、水解法和溶膠凝膠法制備的負載型SO42-/TiO2/Al2O3催化劑均為納米級，且擁有著豐富而規(guī)則的孔結(jié)構(gòu)，其中水解法制

2、備的SO42-/TiO2/Al2O3催化劑中TiO2的粒度(10.0nm)較小，比表面積(172.88㎡/g)較大，平均孔徑為3.926 nm，表面酸中心數(shù)和酸強度均高于沉淀法和溶膠凝膠法制備的催化劑，在α—蒎烯催化異構(gòu)化反應(yīng)中具有較高的活性，α—蒎烯轉(zhuǎn)化率為82.76％。ZrO2含量的不同對SO42-/TiO2/ZrO2-Al2O3固體酸催化劑的結(jié)構(gòu)與性能有著較大的影響。適量ZrO2的存在有利于TiO2粒度的減小與比表面積的增加，促進

3、了催化劑表面酸中心數(shù)的增加和酸中心強度的提高。干燥方法和浸漬方式對負載型納米SO42-/ZrO2/Al2O3催化劑的性能有較大影響，真空浸漬微波干燥制備的負載型催化劑中ZrO2的粒度較小，比表面積較大，表面酸性中心數(shù)和酸強度均高于其它催化劑。以四方相存在的ZrO2所形成的酸中心的強度相對較高，有利于提高催化劑的活性。稀土氧化物摻雜對SO42-/ZrO2/Al2O3固體酸催化劑的結(jié)構(gòu)與性能有著顯著的影響。摻雜的稀土氧化物有利于ZrO2粒度

4、的減小與比表面積的增加，同時稀土氧化物的存在還會改變催化劑表面SO42-的配位方式，提高表面酸中心數(shù)并增強表面酸中心的強度，提高催化劑的活性。其中釹摻雜SO42-/ZrO2/Al2O3催化劑的活性相對較高，α—蒎烯轉(zhuǎn)化率高達99.93％。異構(gòu)化產(chǎn)物的分布主要受到催化劑表面酸中心性質(zhì)和孔結(jié)構(gòu)的影響，酸中心強度較強有利于單環(huán)萜烯的生成，酸中心強度較弱有利于莰烯的生成；平均孔徑較小有利于單環(huán)萜烯的生成，平均孔徑較大有利于莰烯的生成。不同的改性

5、方法對Ca—A型分子篩的催化性能有著較大的影響，其中經(jīng)硝酸處理后的分子篩表現(xiàn)出較好的催化性能，α—蒎烯轉(zhuǎn)化率達到74.33％。 采用Ni/Ti、Ni—Fe/Ti、Ni—Co/Ti和Ni—Fe—Co/Ti電極對α—蒎烯異構(gòu)化產(chǎn)物進行電催化反應(yīng)。結(jié)果表明，在電極作用下，異構(gòu)化產(chǎn)物發(fā)生脫氫反應(yīng)，檸檬烯與γ—松油烯的含量增加。其中Ni—Fe/Ti電極有利于異松油烯向γ—松油烯的轉(zhuǎn)化，Ni—Fe—Co/Ti電極的活性相對較高，有利于檸檬烯