貴金屬(Pt、Ir)催化劑上氣相催化巴豆醛選擇性加氫的研究.pdf

1、巴豆醛是α，β-不飽和醛中最具代表性的一類有機(jī)化合物，采用氣相催化巴豆醛選擇加氫制備巴豆醇符合原子經(jīng)濟(jì)和綠色化學(xué)要求，具有重要的工業(yè)應(yīng)用和學(xué)術(shù)價(jià)值。本論文利用浸漬法制備出負(fù)載型鉑催化劑和銥催化劑，在自制的固定床層反應(yīng)裝置上進(jìn)行巴豆醛選擇性加氫反應(yīng)，得到較好的催化活性和巴豆醇選擇性。通過X-射線粉末衍射分析(XRD)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、CO化學(xué)吸附、程序升溫還原(H2-TPR)、NH3程序升溫脫附(NH3-TPD)、程序

2、升溫氧化(TPO)、傅里葉紅外譜圖(FTIR)、激光拉曼光譜分析(Raman)、CO的原位紅外漫反射光譜(CO-DRIFTS)和原位X射線光電子能譜(XPS)等表征結(jié)果，詳細(xì)研究了催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)，揭示了反應(yīng)的活性位本質(zhì)和作用機(jī)理，探討了影響催化性能的可能因素。本研究工作包括以下三部分內(nèi)容:
　　 1.Pt/Ce0.8La0.2O1.9催化劑上巴豆醛選擇性加氫
　　 采用浸漬法制備了Ce0.8La0.2O1.9固溶體

3、負(fù)載Pt催化劑，用于氣相巴豆醛選擇加氫反應(yīng)中。采用XRD、H2-TPR、NH3-TPD和拉曼光譜等技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明隨著Pt負(fù)載量增加，Pt/Ce0.8La0.2O1.9催化劑活性(TOF)和巴豆醇選擇性均先增加后降低。當(dāng)Pt負(fù)載量為3％時(shí)，反應(yīng)TOF值和巴豆醇選擇性最大，分別為4.01×10-3s-1和53.6％。催化劑性能取決于催化劑表面酸性和Pt晶粒大小，反應(yīng)過程中催化劑表面積炭是導(dǎo)致催化劑活性和選擇性下降的主要原因

4、。
　　 2.還原溫度對(duì)Ir/TiO2催化劑巴豆醛選擇性加氫反應(yīng)性能的影響
　　 選擇TiO2為載體，采用浸漬法制備負(fù)載Ir催化劑，用于氣相巴豆醛選擇加氫反應(yīng)中，考察還原溫度對(duì)Ir/TiO2催化劑氣相巴豆醛選擇加氫的影響。經(jīng)100℃還原后的催化劑(Ir/TiO2-100)上含有較強(qiáng)的Lewis酸，這會(huì)導(dǎo)致巴豆醛分子強(qiáng)吸附在催化劑的活性位上，對(duì)催化劑活性是不利的。Ir/TiO2-100催化劑上巴豆醇的選擇性最低，這是因?yàn)镃

5、=C鍵和Ir物種之間的作用使得丁醛選擇性增加。300℃還原后的催化劑具有最高的催化活性和選擇性，歸因于C=O鍵和Ir物種具有合適的相互作用以及中強(qiáng)度的Lewis酸。更高還原溫度(500℃)時(shí)，使得羰基碳(C=O)和富集Ir0物種發(fā)生強(qiáng)相互作用，從而抑制了催化活性。
　　 3.負(fù)載量對(duì)Ir/TiO2催化劑巴豆醛選擇性加氫反應(yīng)性能的影響
　　 采用浸漬法制備負(fù)載Ir/TiO2催化劑，主要考察Ir負(fù)載量對(duì)Ir/TiO2催化劑氣

6、相巴豆醛選擇加氫的影響。采用XRD、HRTEM，H2-TPR、NH3-TPD、拉曼光譜和程序升溫氧化(TPO)等技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明隨著Ir負(fù)載量增加，Ir/TiO2催化劑活性(TOF)和巴豆醇選擇性均先增加后降低。當(dāng)Ir負(fù)載量為3％時(shí)，反應(yīng)TOF值和巴豆醇選擇性最大，分別為9.3×10-3.s-1和74.6％。催化劑中Ir物種是由Ir0和Irδ+組成，存在大量的酸性位。催化劑性能取決于催化劑表面酸性和Ir晶粒大小，催化劑的