微孔材料膜包覆的Pd-Al2O3核-殼催化劑的制備及催化性能研究.pdf

1、微孔材料膜包覆的核-殼催化劑(Core-shell catalyst)具有外包覆殼層材料的穩(wěn)定保護(hù)功能和其它特殊的功能，可調(diào)控反應(yīng)產(chǎn)物的分布，提高選擇性，而且還可以保護(hù)催化劑免受反應(yīng)體系中其它有害物質(zhì)的污染中毒，提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。
　　本文以直徑為1-2mm的負(fù)載型Pd/Al2O3球形材料為核，分別選擇不同的silcalite-1(Sil-1)沸石分子篩和ZIF-8類分子篩微孔材料作為外包覆殼層，設(shè)計合成了具有分子篩膜或M

2、OFs膜包覆的核-殼結(jié)構(gòu)催化劑，考察了不同微孔材料包覆制備核-殼結(jié)構(gòu)型催化劑的方法，并將其應(yīng)用于烯烴選擇性催化加氫反應(yīng)，探討了制備的核-殼催化劑的催化性能。通過分子篩膜及MOFs膜殼層對催化劑催化性能影響的討論，分析了提高分子篩膜及MOFs膜包覆的核-殼催化劑催化性能和抗硫化物中毒的優(yōu)化方法，為核-殼催化劑的設(shè)計提供參考選擇。具體內(nèi)容有以下三點:
　　(1)設(shè)計制備了Sil-1分子篩膜包覆直徑為1-2mm的負(fù)載型Pd/Al2O3球

3、形催化劑構(gòu)成具有擇形、抗中毒功能的核-殼型催化劑。結(jié)果表明，通過二次晶種法能夠在Pd/Al2O3球形催化劑表面形成完整的、無破裂的Sil-1分子篩膜，并且調(diào)節(jié)晶化時間、溫度和成膜次數(shù)可以調(diào)控分子篩晶粒尺寸及膜厚。與傳統(tǒng)負(fù)載型催化劑相比，核-殼催化劑選擇性顯著提高，但同時1-己烯轉(zhuǎn)化率達(dá)到100％所需要的時間延長。其中兩次48h成膜晶化的核-殼催化劑擇形性能和抗中毒性能最好，1-己烯的轉(zhuǎn)化率仍然維持在100％，環(huán)辛烯的轉(zhuǎn)化率降至為0;同時

4、在2wt％毒物作用下，1-己烯轉(zhuǎn)化率仍能達(dá)到96％，而非核-殼催化劑Pd/Al2O3的轉(zhuǎn)化率則僅為60％左右。
　　(2)利用同源氧化鋅有利于誘導(dǎo)ZIF-8結(jié)構(gòu)的成核生長原理，采用粒徑為1-2mm的負(fù)載型Pd/Al2O3微球作為核、ZIF-8膜作為外殼，誘導(dǎo)生長制備了Pd/Al2O3@ZIF-8核-殼催化劑，并采用不同分子大小烯烴加氫反應(yīng)對其殼層連續(xù)完整性進(jìn)行了性能測試。結(jié)果表明，Pd/Al2O3微球表面預(yù)先引入的ZnO納米粒子層

5、對外層ZIF-8膜殼層的形成起到很好的成核生長點和連接點的作用，誘導(dǎo)合成了連續(xù)完整的ZIF-8膜包覆的Pd/Al2O3@ZIF-8，ZIF-8膜層的厚度可通過ZIF-8合成的次數(shù)進(jìn)行調(diào)變。該核-殼催化劑對不同分子大小的烯烴加氫反應(yīng)表現(xiàn)出明顯的篩分選擇性，并對外加苯并噻唑作為毒物分子的反應(yīng)體系具有良好的抗中毒性能和防催化活性金屬Pd組分的流失功能。
　　(3)采用苯并噻唑作為使催化劑中毒的毒物分子，根據(jù)實驗結(jié)果，總結(jié)不同殼層材料包覆