负载型钯炭脱氯催化剂制备过程研究

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活性炭作为催化剂载体,除了具有价格低廉、性质稳定、孔隙结构发达、比表面积大、吸附性能强等一系列特点之外,还有一个突出的特点就是活性炭材料能够通过物理或化学手段改变其表面的物理和化学性质,具有极强的町塑性。对活性炭载体进行预处理的作用,除了在一定程度上改变了活性炭的比表面和孔结构等物理性质之外,最大的作用是在活性炭表面引入了有利于把前驱体吸附的功能性离子或基团。活性炭预处理,是在活性炭表面引入了各种类型的酸性基团:而对于湿法非氧化性预处理,是在活性炭表面引入了处理剂自身的部分离予或基团。这些功能性离子或基团与贵金属离子的相互作用直接受功能性离子或基团的种类和浓度的影响,最终决定了金属钯在活性炭表面的分散状态。因此,对预处理试剂和预处理条件进行适当的调控,可以在活性炭表面引入合适的功能性离子或基团,从而制备高分散的活性炭负载钯催化剂。本文对Pd/C催化剂,活性炭载体进行了表征,比如比表面积和孔容。并在此基础上对表征数据进行了讨论。通过对催化剂进行扫描电子显微镜微和能谱(SEM和EDS)等方法联用分析,发现用氧化负载法能够更好的使催化剂的活性组分均匀的分伽在载体上,有利于提高催化剂的活性。一定浓度的硝酸为介质,采用超声波处理活性炭载体时,超声空化作作用会导致活性炭中孔孔容增加,载体pH值降低,灰分降低,有利于Pd/C催化剂活性的提高。通过采用H2O2、盐酸、硝酸和超声波处理等手段对活性炭载体进行前处理,最佳制备工艺为PdCl2的浓度O.5wt%;浸渍时间为8 h:甲醛用量是1.5 mL;浸渍pH值为7.5。做了不同时间下的超声处理,其中10 min超声处理的活性碳作为载体制备的Pd/C催化剂,显示了最高的催化活性,适当的超声作用,可以大大减少活性炭表面与其内部的灰分含量,减少表面不稳定的含氧基团,并保持活性炭中孔结构不变,从而有利于Pd的负载和分散,从而提高钯炭催化剂的活性。制得催化剂样品的比表面积、孔容分别为1356.75 m2/g和0.7068 mI//g。本论文还系统研究了在265℃~285℃、l~7MPa左右的反应压力下的(Pd/C,)(Pd含量为O.5%(质量百分比)催化剂用于对苯二甲酸加氢精制反应的速率常数规律。假定该反应为拟一级反应,在该反应温度下建立了反应速率方程,证明了在265~285℃时对苯二甲加氢,该反应对该反应为一级反应,反应速率常数k与T的关系符合k=A×exp(.E/RT)方程式的反应温度下的反应规律,与实验数掘比较表明已经得到的宏观动力学方程的估算是准确的。研究了在100~170℃温度下、l~5MPa反应压力和不同催化剂用量下2,5-二甲氧基.4.氯苯胺精馏残渣加氢脱氯反应规律,并推导了可能的反应速率常数。确定了最佳的反应条件为:催化剂用量为0.65%/0(以原料重量为标准),转速500r/min,反应温度l 50℃,反应时间5h;2,5-二-甲氧基-4-氯苯胺精馏残渣反应足以其原料进行加氢脱氯实验,得出其促进反应的方程为k=27.97×exp(-28.789×103/RT)为本论文的创新性研究。
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