Ni-CCA催化劑的制備、表征及催化加氫反應(yīng)性能.pdf

1、以γ-Al2O3為載體的Ni基催化劑廣泛應(yīng)用于加氫、脫氫等多種化工過(guò)程。由于載體γ-l2O3屬于缺陷型尖晶石結(jié)構(gòu)，在催化劑制備過(guò)程中，Ni首先會(huì)進(jìn)入到載體表面的四面體與八面體空位，形成與載體具有強(qiáng)相互作用的Ni物種。這種強(qiáng)的金屬-載體相互作用使得催化劑必須在較高的溫度下進(jìn)行還原，而較高的還原溫度又易引起活性組分的燒結(jié)、聚集，影響催化劑的催化性能。當(dāng)上述催化劑應(yīng)用于某些含有多種不飽和鍵的化合物加氫反應(yīng)時(shí)，γ-Al2O3表面的缺陷位可參與反

2、應(yīng)物的吸附、活化過(guò)程，甚至與反應(yīng)物中的不飽和鍵產(chǎn)生強(qiáng)的相互作用，抑制這些不飽和鍵的加氫，使催化反應(yīng)活性降低。
　　炭包覆改性氧化鋁(CCA)載體在保持了γ-Al2O3織構(gòu)特征、高的熱穩(wěn)定性及優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn)的同時(shí)具備炭的表面性質(zhì)。CCA載體表面性質(zhì)的轉(zhuǎn)變將直接改變活性組分Ni的存在狀態(tài)及化學(xué)環(huán)境，這必然會(huì)對(duì)催化劑的還原性能、分散度、電子構(gòu)型及其催化性能產(chǎn)生重要影響。目前，關(guān)于炭的引入對(duì)Ni/γ-Al2O3催化劑結(jié)構(gòu)、織構(gòu)及催化

3、加氫反應(yīng)性能的研究相對(duì)較少，僅有的少量報(bào)道也大多集中在本課題組。
　　本工作在課題組前期研究的基礎(chǔ)上，制備了以炭包覆改性γ-Al2O3為載體的Ni/CCA催化劑，結(jié)合低溫N2物理吸附、TPO-MS、TG-DSC、XRD、H2-TPR-MS、H2-TPD-MS及UV-Vis DRS等測(cè)試表征方法，研究了碳源種類(lèi)、載體焙燒溫度、催化劑中Ni含量及還原溫度等對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)、織構(gòu)、活性組分存在狀態(tài)的影響規(guī)律。進(jìn)一步與催化順酐加氫性能相關(guān)聯(lián)，

4、揭示了Ni/CCA催化劑在順酐液相加氫過(guò)程中的構(gòu)效關(guān)系。本工作對(duì)于順酐液相加氫定向合成γ-丁內(nèi)酯催化劑的研發(fā)以及高性能負(fù)載型Ni基催化劑的制備都有重要的理論指導(dǎo)與實(shí)際應(yīng)用意義。
　　本論文的主要研究結(jié)果如下:
　　1.碳源種類(lèi)及載體焙燒溫度對(duì)制備的CCA載體具有較大影響。碳源種類(lèi)不同，經(jīng)炭包覆改性后載體表面殘?zhí)苛坎町愝^大，其中以蔗糖為碳源可以獲得最高的炭含量。載體焙燒溫度是影響炭物種存在狀態(tài)的重要因素，經(jīng)600℃焙燒后，炭以

5、穩(wěn)定的聚合或濃縮的炭物種存在。經(jīng)炭包覆改性后，載體保持了γ-Al2O3的織構(gòu)特征。
　　2.Ni/CCA催化劑中炭的引入有效地阻止了活性組分進(jìn)入γ-Al2O3表面四面體與八面體空穴，提高了催化劑中Ni物種的還原能力與分散度。同時(shí)，抑制了反應(yīng)過(guò)程中不利于C=O加氫的中間物種的生成，使Ni/CCA表現(xiàn)出較純Ni/γ-Al2O3催化劑更優(yōu)異的羰基加氫性能。
　　3.Ni含量及還原溫度對(duì)Ni/CCA催化劑結(jié)構(gòu)及順酐液相加氫反應(yīng)性能具