負(fù)載型Pd-M催化劑在氯代苯酚加氫脫氯中的研究.pdf

1、隨著化工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，水資源的污染問(wèn)題正在日益嚴(yán)重，其中對(duì)水環(huán)境危害很大一類物質(zhì)就是氯酚類有機(jī)化合物。它們能夠直接或間接的危害人類的身體健康。目前催化還原法在脫除水中氯酚類有機(jī)物上具有經(jīng)濟(jì)、高效、能耗低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)很值得研究探索的脫除水中氯酚類化合物的技術(shù)。
　　本文采用分步浸漬法和共浸漬法法制備了多個(gè)系列Pd負(fù)載量為1％的Pd-In/γ-Al2O3，Pd-Cu/AC雙金屬催化劑及Pd-In-Cu/γ-Al2O3三

2、金屬催化劑，用于水中對(duì)氯苯酚加氫脫氯反應(yīng)的研究。通過(guò)X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡-X射線色散能譜(SEM-EDS)、高分辨透射電子顯微鏡(HR-TEM)、X射線電子能譜（XPS）、程序升溫還原(TPR)、H2脈沖化學(xué)吸附測(cè)定法等表征手段，對(duì)Pd、In、Cu金屬顆粒的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、顆粒形狀及粒徑、分散度和表面積等進(jìn)行了表征。反應(yīng)在玻璃反應(yīng)器中進(jìn)行，加入對(duì)氯苯酚的水溶液和催化劑，通入H2進(jìn)行反應(yīng)，并用氣相色譜對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分析。考

3、察了不同催化劑的制備方法，不同Pd-M摩爾比和不同催化劑載體對(duì)催化活性及選擇性的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明負(fù)載型銦鈀雙金屬催化劑和銅鈀雙金屬催化劑中的Pd、In和Pd、Cu金屬粒子主要分布在載體表面。在Pd-In/γ-Al2O3催化劑中，Pd顆粒的粒徑在2nm～5nm之間，隨著銦鈀摩爾比的升高，該系列催化劑的催化活性先增加后降低，主要因?yàn)橄騊d單金屬催化劑中添加適量的In助劑可以提高金屬鈀的分散度和表面積，其中先銦后鈀制備的IP-2

4、催化劑中Pd的分散度和表面積最大，能夠達(dá)到41.6%和92.7m2g-1，而鈀單金屬催化劑中鈀的分散度和表面積為23.7%和52.9m2g-1，但隨著In含量的逐漸升高，催化劑中會(huì)生成銦鈀合金，抑制了對(duì)氯苯酚的轉(zhuǎn)化。
　　在Pd-Cu/AC雙金屬催化劑中，Pd顆粒的粒徑在1nm～6nm之間，隨著銅鈀摩爾比的升高，該系列催化劑的催化性能也是先增加后降低，主要原因是因?yàn)殂~鈀雙金屬催化劑中銅含量的變化，當(dāng)銅含量低時(shí)，催化劑中的銅顆粒分散

5、在鈀顆粒之間，增大了其分散度和表面積，但隨著銅含量的持續(xù)增加，在增大到一定值后銅顆粒開始覆蓋在鈀顆粒的表面上或與鈀顆粒結(jié)合形成合金從而降低催化劑的活性。該系列催化劑中CP-2催化劑的分散度和表面積最大，分別為47.6%和106.2m2g-1，因此CP-2催化劑的活性也被證實(shí)是最好的，能夠在30分鐘內(nèi)將對(duì)氯苯酚轉(zhuǎn)化完全。與負(fù)載在氧化鋁上的銅鈀雙金屬催化劑相比，該系列催化劑的催化活性更高，主要是因?yàn)榛钚蕴康谋砻娣e要明顯高于氧化鋁的表面積（活

6、性炭表面積為704m2g-1，而氧化鋁的表面積92.3m2g-1），因此以活性炭為載體的催化劑比以氧化鋁為載體的催化劑表現(xiàn)出了更高的分散度。又因?yàn)榛钚蕴恐袥](méi)有金屬的成分，因此當(dāng)活性炭作為載體時(shí)，它與活性中心鈀的相互作用比較弱，而相比之下氧化鋁中的金屬可能會(huì)與鈀金屬之間有較大的作用，因此以活性炭為載體的催化劑表現(xiàn)出了更高的催化活性。以活性炭負(fù)載的CP-2催化劑能在半小時(shí)內(nèi)將對(duì)氯苯酚轉(zhuǎn)化完全，而相同條件下，以氧化鋁為載體的CP-1-2催化劑

7、將對(duì)氯苯酚轉(zhuǎn)化完全卻需要一個(gè)小時(shí)。
　　脫除水中對(duì)氯苯酚時(shí)，氧化鋁做在載體的銦鈀雙金屬催化劑中In/Pd摩爾比為0.1/1、先In后Pd浸漬法制備的IP-2催化劑脫除對(duì)氯苯酚的性能最優(yōu)；活性炭做載體的Cu-Pd催化劑中，Cu/Pd摩爾比為0.3/1、先Cu后Pd浸漬法制備的CP-2催化劑脫除對(duì)氯苯酚的性能最佳。以上說(shuō)明對(duì)氯苯酚的轉(zhuǎn)化率主要與Pd的分散度和比表面有關(guān)，較高的Pd分散度可以提高催化劑的催化活性。
　　負(fù)載型銅鈀銦