負載型Ru、Rh催化劑催化一氧化二氧化二氮分解的研究.pdf

1、本文采用氣固相固定床反應(yīng)器,以釘、銠為催化劑對一氧化二氮催化分解反應(yīng)進行了研究。通過改變助催化劑種類、催化劑載體以及堿金屬修飾以調(diào)變催化劑的性能,并從活性金屬分散度以及載體表面酸性的角度研究了催化劑一氧化二氮催化分解活性的規(guī)律。
　　 MOI氧化物對Ru分散度及N2O催化分解活性的影響，以Ru、Rh為催化劑,通過浸漬手段將Zr引入SBA-15和氧化鋁作為催化劑載體制備負載型Ru、Rh催化劑并應(yīng)用于N2O催化分解。結(jié)構(gòu)分析表明,適

2、當(dāng)量的Zr修飾能夠改善Ru、Rh在SBA-15載體上的分散程度,過量負載的ZrO2會引起孔徑變小、孔道堵塞等問題繼而不利于催化活性。Zr修飾后的氧化鋁,其表面不利于Ru和Rh的分散,分散狀態(tài)的差別在N2O催化分解活性上得到了直接的體現(xiàn),SBA-15載體上,Ru、Rh催化劑的活性得到很大提高,T50分別為592 K和640 K,與Zr修飾前相比均有50 K以上的降低。而氧化鋁載體上,少量Zr的加入即對催化劑活性產(chǎn)生不利影響,載量越大活性越

3、低,分散狀態(tài)的差異是影響催化活性的重要因素。
　　 后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn),SBA-15載體上,適當(dāng)修飾量的Zn和Ce等過渡金屬元素也有助于催化劑N2O分解活性的提高,5％ZnO和10％CeO2負載量時活性最好,T50分別為630 K和609K。
　　 以Ru/SBA-15催化劑為主要研究對象,通過Al和K等元素的修飾,改變催化劑的表面酸性以考察催化劑表面酸性對Ru催化劑活性的影響。研究發(fā)現(xiàn),Al修飾能夠有效增強SBA-15催化

4、劑的表面酸性,并提高Ru/SBA-15催化劑的活性,623K時N2O轉(zhuǎn)化率由6％提高到86％,而K修飾則會中和催化劑的表面酸性并抑制催化劑活性,少量K的引入即使得催化劑活性降低到Al修飾前的水平,催化劑表面酸性的增強是催化活性得以提高的原因。此外,在ZSM-5和氧化鋁為載體的催化劑上,也觀察到載體表面酸性差異引起的催化劑活性差別。Na型ZSM-5交換成H型能夠有效的提高Ru/ZSM-5的活性,相對于L酸位而言,B酸位對Ru/ZSM-5活