碳纳米管负载贵金属基催化剂苯酚加氢性能研究

来源 :东北石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sntengwei
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本文采用不同方式对碳纳米管(CNTs)进行修饰,并以此为载体分别负载贵金属Pt、Pd制备Pt/CNTs、Pd/CNTs催化剂,对催化剂进行表征分析,以苯酚加氢反应为探针进行催化剂活性测试,研究催化剂制备条件和反应条件等对Pt/CNTs、Pd/CNTs催化剂苯酚加氢性能的影响。CNTs表面修饰研究表明,采用浓硝酸+过氧化氢混合处理修饰的CNTs负载Pt催化效果最好,0.5 MPa、50°C下反应30 min,Pt/CNTs催化苯酚加氢反应速率0.650 molphenol/(mol Pt·s),环己酮选择性75.6%,相同条件下浓硝酸改性催化剂苯酚加氢反应环己酮选择性75.3%,但反应速率仅为0.324 molphenol/(molPt·s)。经H2还原制备的Pt/CNTs催化剂在300°C的N2中处理,苯酚加氢反应速率进一步增大到0.959 molphenol/(molPt·s),但环己酮选择性降至60.5%;非H2还原法中甲酸钠还原法效果最好,相应苯酚加氢转化率93.6%,环己酮选择性73.9%,反应速率0.898 molphenol/(mol Pt·s)。CNTs上Pt负载方式研究表明,采用CNTs管内负载方式能显著提高催化剂活性,0.5 MPa、50°C下反应30 min,Pt/CNTs催化苯酚加氢反应速率0.934 molphenol/(molPt·s),环己酮选择性77.5%。采用浓硝酸+过氧化氢混合处理修饰的CNTs制备的Pd/CNTs催化苯酚加氢,1.0 MPa、80°C下反应60 min,苯酚加氢反应速率0.041 molphenol/(molPd·s),环己酮选择性99.9%,相同条件下浓硝酸改性催化剂苯酚加氢反应环己酮选择性96.2%,但反应速率仅为0.025 molphenol/(molPd·s)。经H2还原制备的Pd/CNTs催化剂在300°C的N2中处理3h能进一步提高催化剂苯酚加氢活性;非H2还原法中甲酸钠还原法效果最好。Pt/CNTs、Pd/CNTs催化苯酚加氢反应体系中采用二氯甲烷-水混合溶剂,或引入路易斯酸均能显著改善苯酚加氢反应性能;延长反应时间,提高反应温度和压力,有利于苯酚转化率的提高,但会导致环己酮选择性下降。
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