论文部分内容阅读
经顺酐加氢可生成丁二酸酐、γ-丁内酯、四氢呋喃、1，4丁二醇等一系列高附加值且应用广泛的化合物。如何制备高活性、高选择性顺酐加氢催化剂，实现顺酐加氢下游产物的定向合成一直是近年来研究的热点。在顺酐加氢催化剂体系中，活性金属组分的晶粒尺寸和催化剂的表面性质都会对催化剂的顺酐加氢活性、产物选择性产生重要影响。前期研究结果表明，小晶粒尺寸活性金属具有高的金属比表面积，表现出高的顺酐加氢活性，而催化剂表面合适酸性质的存在可显著促进顺酐分子中C=O加氢，进一步生成深度加氢产物。 在金属浸渍液中引入络合剂柠檬酸可调节浸渍前驱体性质，改善活性组分的分散性能，提高催化剂的活性。改性材料Al-SBA-15既可保持SBA-15规整的二维六方孔道结构，又可通过改变硅铝比调控催化剂的酸性质，可将其作为催化剂或载体负载活性组分应用于催化反应。 基于此，分别以SBA-15和Al-SBA-15为载体，在催化剂制备过程中引入柠檬酸络合剂，设计制备一系列催化剂，调变催化剂中活性组分Ni0的晶粒尺寸和催化剂的酸性质，系统考察两因素对顺酐加氢反应的影响作用机制。以期为高效顺酐加氢催化剂的设计和开发提供理论指导。 本论文的主要研究内容如下: 1、在催化剂制备过程中引入柠檬酸制得CA-Ni/SBA-15催化剂，与未加柠檬酸的催化剂作对比，采用XRD、BET、TEM等手段对催化剂进行表征并考察其顺酐加氢性能，结果表明，催化剂制备过程中柠檬酸的引入促进了活性组分Ni在载体表面的分散，CA-Ni/SBA-15催化剂表现出高的加氢活性。通过不同反应时间、反应压力、反应温度的工艺条件实验对比发现CA-10Ni/SBA-15催化剂具有更高的γ-丁内酯的选择性。 2、在载体制备过程中加入异丙醇铝制得具有酸性中心的Al-SBA-15，考察不同酸性的CA-Ni/Al-SBA-15催化剂在顺酐加氢反应中的催化性能。采用XRD、H2-TPR、NH3-TPD等表征方法表征催化剂，研究结果表明，随着催化剂硅铝比的降低，催化剂酸性越来越强，而活性组分的分散度却相应降低。硅铝比为10的催化剂中活性组分Ni的分散度与酸性达到了最佳匹配，表现出最高的顺酐加氢合成γ-丁内酯活性。