氧化预处理活性炭载体负载铋催化剂及其乙炔氢氯化性能研究

来源 :新疆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuliner
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚氯乙烯(PVC)在国民经济中具有重要作用,广泛应用于建筑、农业、工业、科技等各行各业中。氯乙烯单体(VCM)是聚氯乙烯不可替代的原料。由于我国“贫油富煤”的能源现状,电石乙炔法(乙炔氢氯化反应)合成氯乙烯在我国一直占据主导地位,该法以活性炭负载HgCl2为催化剂。由于汞排放造成严重的环境污染,使聚氯乙烯行业面临严峻考验,因此研究绿色无汞催化剂以取代汞催化剂具有重要的现实意义。活性炭负载金属催化剂是目前无汞催化剂研究的重要对象之一,作为负载型无汞催化剂的重要组成部分,载体的结构与性质直接影响着催化剂的催化性能。对载体的预处理是改善载体性质的重要手段。通过预处理可达到改变活性炭载体的物理及化学性质的目的,从而改善催化剂的催化性能。本论文以活性炭负载非贵金属铋催化剂为无汞催化剂的研究对象,考察了氧化预处理活性炭载体及金属助剂对处理后活性炭载体负载铋催化剂催化性能的影响。利用N2吸附脱附(BET表征)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射分析(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)、热重(TG)、傅里叶-红外(FT-IR)、Boehm滴定、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对载体和催化剂进行了分析,说明了预处理后活性炭载体结构与催化剂催化性能之间的构效关系。主要工作及结果如下:(1)探究了HNO3、H2SO4、H2O2和KMnO4等试剂氧化预处理活性炭对铋催化剂乙炔氢氯化催化性能的影响,结果发现不同氧化性试剂预处理的催化剂活性都有所提高,顺序为H2O2>HNO3≈H2SO4>KMnO4,KMnO4、H2SO4和HNO3预处理后活性炭表面的含氧官能团含量有所增加,但活性炭的比表面积有不同程度的降低,影响催化剂的活性。H2O2预处理后催化剂的催化活性较佳,且H2O2预处理时催化剂的催化活性与其浓度有关:浓度升高时,预处理后催化剂的活性(乙炔转化率)增加较大,但浓度过高时催化剂活性有所降低。其中15%H2O2预处理活性炭后催化剂的催化活性最佳。表征结果说明适宜浓度的H2O2预处理活性炭会增加载体表面含氧基团和活性炭的比表面积及孔容,这有利于活性组分的负载和分散,以及活性组分物种在载体上形成较好的结晶状态,增强活性组分物种与载体之间作用力,使得催化剂活性提高。H2O2浓度过高时,会对催化剂的孔道结构破坏导致活性炭载体的比表面积和孔容降低,降低催化剂的活性。(2)考察了HNO3、H3PO4、CH3COOH和B2O3溶液处理AC-H2O2活性炭对催化剂的乙炔氢氯化催化性能的影响,不同酸处理后催化剂性能从高到低所对应的顺序为CH3COOH>HNO3>H3PO4>B2O3。HNO3处理后催化剂的活性增加,但催化剂的稳定性较差;H3PO4处理时对催化剂的催化性能影响不大;B2O3处理后催化剂的催化性能降低;CH3COOH处理后催化剂的催化性能最佳。对催化剂和载体的表征结果说明,CH3COOH处理后活性炭载体的物理结构未发生明显变化,活性炭表面含氧官能团(主要是羟基和羧基)增加,使载体表面极性增加,有利于对活性组分的吸附和金属分散,使催化剂表面活性中心的数目增加,活性组分与载体作用增强,催化剂的催化活性提高。(3)考察了Zn、Fe、Mg、K、La、Ce等金属助剂对处理后活性炭负载铋催化剂乙炔氢氯化催化性能的影响,结果发现催化活性顺序为:Zn>Bi>Fe>La>Mg≈Ce>K。Zn助剂的添加可改善Bi/AC-H2O2-A的活性,K助剂的添加会降低催化剂的催化活性。表征结果表明,Zn助剂添加后增加了活性组分在催化剂表面的分散,使催化剂的活性中心增加,从而使Zn-Bi/AC-H2O2-A催化剂表现出较高的乙炔氢氯化催化活性,但催化剂在反应过程中产生的积炭易使催化剂失活。K助剂添加后,反应过程中的积炭量增加,堵塞了催化剂的部分孔道,减少了催化剂的活性位点从而导致催化活性下降,不利于改善Bi/AC-H2O2-A催化剂的性能。
其他文献
本文对我院2004-01~2007—03脑出血微创穿刺血肿清除术的213例中有显著异常心电图改变的177例患者手术前后心电图进行了对比分析。现报道如下。1对象和方法1.1对象急性脑出血患
目的:探讨我科3台血细胞分析仪血小板(PLT)检测结果的可比性。方法:3台血细胞分析仪做重复性试验和比对试验,算得CV值、信度系数并做方差分析。结果:PLT测定结果各系统的误差临床均
雨滴谱是云及降水物理学中重要的研究对象,基于北京2015年8月7日的强降水雨滴谱观测数据,计算得到该过程的雨滴谱、质量加权直径、平均直径等雨滴尺寸分布特征,由雨滴谱观测
为了促进煤炭设计企业的发展,更好的为我国煤炭基本建设事业服务,《煤炭工程》杂志社在全国范围内举行了“2008年度《煤炭工程》勘察设计十强企业”评选。评选专家组认真分析了
目的:探讨不同镇痛方法用于人工流产术的效果。方法:将孕6~10周内要求人工流产术终止妊娠者300例随机分为3组:A组采用2%利多卡因10ml富颈多点封闭;B组术前3~5min开始吸入笑气;C组术前
目的:了解铁路警察和监狱警察抑郁焦虑情况的差异。方法:采用抑郁自评量表(SDS)、焦虑自评量表(SAS)对87例广州铁路警察进行抑郁焦虑调查,并以87例监狱警察作为对照组。结果:铁路警
目的:用四种方法检测尿液红细胞结果的差异。方法:使用UF-100尿沉渣分析仪、干化学法及加热煮沸法、显微镜尿沉渣镜检法。结果:620例尿液标本干化学法阳性575例,阴性45例,加热煮
针对克拉玛依风城超稠油和低凝稠油基本性质的区别,通过控制不同拔出深度的减压渣油来生产道路石油沥青,并选取其中有代表性的90号道路石油沥青进行路用性能评价,评价结果表
除了高通和联发科,其他手机芯片厂商的日子都不太好过。$$ 前者依靠技术和专利优势,从高端用户市场向中低端市场拓展版图;后者在4G市场发挥Turnkey的优势,也迅速站稳了脚跟。2
报纸