乙炔和双烯选择性加氢催化剂的研究

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本工作用微反评价结合X-射线粉末衍射(XRD)、CO吸附-红外光谱(CO-IR)、电子顺磁共振(ESR)、CO-程序升温脱附(CO-TPD)、C2H2-程序升温脱附(C2H2-TPD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)等表征手段,研究了纳米TiO2负载的Pd金属催化剂(Pd/n-TiO2)和磷化钼催化剂(MoP)的乙炔选择性加氢催化性能及其与催化剂组成、结构之间的关系,并初步探讨了成型对Pd/n-TiO2催化剂的选择性加氢催化性能,获得如下结论: 1、纳米TiO2为载体的Pd/n-TiO2催化剂用于乙烯中乙炔选择性加氢反应,具有优良的乙炔转化率和乙烯的选择性。TiO2载体晶型和催化剂还原温度对Pd/n-TiO2催化剂的选择加氢催化性能有很大影响。提高氢还原温度,Pd/n-TiO2催化剂的乙炔选择性加氢催化活性随之增加。其中锐钛矿型TiO2为载体的Pd/TiO2(A)催化剂经高温还原后,在适宜的反应条件下,乙炔选择性加氢催化性能优于金红石型TiO2为载体的Pd/TiO2(R)催化剂。 2、Pd/n-TiO2催化剂优良的乙炔选择性加氢催化性能与催化剂的金属-载体强相互作用相关联。H2还原过程中,Pd/n-TiO2催化剂载体表面部分Ti4+被还原为低价TiO2-x物种,并迁移到Pd粒子表面部分覆盖Pd金属表面,使Pd金属表面毗邻Pd-Pd中心减少而孤立Pd中心比例增加。这使得乙炔深度加氢受到抑制,催化剂具有较高的乙炔加氢生成乙烯选择性。 3、程序升温还原法制备的MoP催化剂具有良好的乙炔选择性加氢催化性能。并且催化性能与催化剂组成、结构密切相关。P/Mo=1:1的MoP催化剂具有优良的乙炔选择性加氢催化性能。 4、采用铝溶胶作粘结剂对Pd/n-TiO2(A)催化剂进行成型,导致催化剂的双烯加氢生成单烯的选择性下降。这可能是因为Al2O3覆盖TiO2表面,使Ti4+较难还原成低价钛物种而难以与Pd发生强相互作用。
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