论文部分内容阅读
催化剂在化工领域中具有举足轻重的作用,85%的化学反应均是在催化剂作用下完成的,其中70%的催化剂为负载型催化剂。在负载型催化剂中,载体扮演着极为重要的角色。在众多载体中,γ-Al2O3因其高的比表面积、优良的孔结构和易成型等诸多优点,已获得广泛应用。球形γ-Al2O3载体通常以拟薄水铝石为前驱体,采用油氨柱或油柱成型法制备,因此,该载体的性能与拟薄水铝石前驱体的理化性质息息相关。本论文针对Al203载体孔结构水热稳定性不佳的问题,以Al2(SO4)3和NaAlO2为反应原料,通过控制拟薄水铝石晶粒成核和生长过程,研究高比表面拟薄水铝石前驱体的可控制备工艺;并以该拟薄水铝石为前驱体,采用油氨柱成型法制备球形γ-Al2O3载体,通过加速水热老化手段研究该载体的孔结构的水热稳定性及其影响因素;进而以制备的球形A1203为载体,分别负载活性组分Pd和PtSn制成催化剂应用于蒽醌法制H2O2反应和正庚烷铂重整反应中,初步考察这两种催化剂的催化活性和稳定性。首先,以Al2(SO4)3和NaAlO2为原料,分别采用成核/晶化隔离法和共沉淀法制备前驱体拟薄水铝石,通过XRD、BET和SEM等表征手段对样品的结构和形貌进行分析。结果表明,共沉淀法和成核/晶化隔离法制备的拟薄水铝石的比表面积分别为445 m2·g’和328 m2·g’,均高于市场上SB粉的比表面积(261m2·g-1)。其次,分别以成核/晶化隔离法、共沉淀法和模板法合成的前驱体为原料,通过油氨柱成型法制备了球形Al2O3载体材料(分别标记为Al2O3-Ⅰ、 Al2O3-Ⅱ和Al2O3-Ⅲ),采用XRD、BET和SEM等手段对载体的晶体结构、形貌和孔结构等进行分析。结果表明,Al2O3-Ⅰ和Al2O3-Ⅱ的比表面积分别为280 m2·g1和330 m2·g1,均高于Sasol公司Al203的比表面积(210m2·g-1),且水热处理192 h后比表面积均维持在185 m2·g-1,明显高于Sasol公司Al2O3的比表面积(140 m2·g1),说明这两种方法制备的球形Al2O3的水热稳定性较好。以P123为模板剂制得的Al2O3具有有序的介孔,比表面积为340 m2·g1以上,水热处理48 h后其比表面积维持在220 m2·g1以上。最后,以制备的球形Al2O3为载体,分别负载活性组分Pd和Pt制成催化剂,分别应用到蒽醌法制H202反应和正庚烷铂重整反应中,考察其催化性能。研究表明,在蒽醌法制H2O2反应中,Pd/Al2O3-Ⅰ和Pd/Al2O3-Ⅱ的氢化效率分别为6.50 g·L-和8.10g·L-1, Pd/Al2O3-Ⅱ的催化效率与传统的球形Pd/Al2O3的氢化效率(8.25 g·L-1)接近,在蒽醌加氢领域具有应用前景。在正庚烷铂重整反应中,PtSn/Al2O3-Ⅱ具有较好的转化率和重复使用性,正庚烷的转化率可达65%,再生催化剂的催化性能与新制催化剂的性能相当,在铂重整催化领域具有潜在的应用价值。