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随着国际环保标准的提高和人类健康意识的增强,人们越来越认识到从溶剂和燃料中除去苯的重要性。另一方面,苯催化加氢是典型的有机催化反应,开发具有高性能的苯加氢饱和催化剂也是催化领域的研究热点。本文主要研究了几种负载型镍基催化剂及其低温苯加氢的催化性能,通过BET、XRD、HRTEM等考察了镍基催化剂的构效关系。
首先对氢气高温还原负载型镍催化剂Ni/γ-Al2O3和Ni/SiO2进行了研究。重点研究了还原温度、还原方式与加氢反应条件之间的匹配关系,考察了活性组分的单层分散阈值、制备条件对催化剂活性及构效关系的影响。结果表明:NiO在两种载体上的单层分散阈值不同;程序升温还原的催化剂苯加氢活性好于等温还原的催化剂;硅胶为载体的还原温度要比氧化铝为载体的还原温度低50-100℃左右;空气焙烧、高纯氮焙烧和无焙烧处理的三种不同预处理催化剂相比,无焙烧处理的催化剂其最佳还原温度最低,加氢效果最好;催化剂Ni/SiO2的低还原温度与低反应温度达到了一定程度的匹配。
其次对用NaBH4还原方法,以γ-Al2O3、SiO2为载体,以NiCh、NiSO4和Ni(NO3)2为前体制备的负载型Ni-B催化剂进行了研究。考察了制备条件对其低温加氢性能的影响。结果表明,氧化铝作载体优于硅胶;NiCl2为制备Ni-B催化剂的最佳选择,NiSO4和Ni(NO3)2次之;相比氢气高温还原的镍催化剂,负载型Ni-B催化剂较适于低温反应,其低温苯加氢活性远高于镍催化剂。
最后,首次采用离子交换法制备新型镍盐前驱体碘化镍,采用TPR和NaBH4两种还原方式对其还原温度、加氢性能、催化剂结构等内容进行了初步探讨。研究结果表明:碘化镍在300℃几乎可以完全还原,比常规镍前体还原温度低至少200℃,但其催化活性不高,表征分析很可能是残留的KI的影响。对催化剂中毒机理及热稳定性进行研究,结果表明:氯、碘对催化剂毒性都很大,但是在NaBH4还原体系中它们对催化剂的影响却不尽相同。