真空抽吸浸漬法制備結(jié)構(gòu)化催化劑及應(yīng)用研究.pdf

1、由于結(jié)構(gòu)化催化劑的整體式結(jié)構(gòu)、擁有眾多的平行直孔道,使得結(jié)構(gòu)化反應(yīng)器可以有效克服催化劑顆粒與產(chǎn)物分離困難,目標(biāo)產(chǎn)物含量低等缺點(diǎn),其本身更是擁有其他反應(yīng)器無可比擬的優(yōu)點(diǎn),如放大效應(yīng)小等。因此開展結(jié)構(gòu)化催化反應(yīng)器中間-二硝基苯催化加氫合成間-苯二胺具有重要意義。涂覆γ-Al2O3涂層后結(jié)構(gòu)化載體的比表面積得到大幅提高,但仍然只有-20m2/g左右,所以采用浸漬法負(fù)載活性組分時其分散度較低且不易控制。為此,本文提出采用過量浸漬與真空抽吸相結(jié)合

2、的方法負(fù)載活性組分制備Ni/γ-Al2O3/堇青石結(jié)構(gòu)化催化劑,通過間二硝基苯(MDNB)催化加氫制備間苯二胺(MPDA)催化反應(yīng)來評價催化劑性能,研究了上述催化劑制備-結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系。
　　首先,采用過量浸漬與真空抽吸法負(fù)載活性組分制備Ni/γ-Al2O3/堇青石結(jié)構(gòu)化催化劑,考察了浸漬液濃度和浸漬時間、抽吸真空度和抽真空時間以及焙燒溫度對結(jié)構(gòu)化催化劑分散度的影響,通過BET和H2-TPD對結(jié)構(gòu)化催化劑的結(jié)構(gòu)與分散度進(jìn)行表征。結(jié)

3、果表明,提高真空度和縮短抽真空時間,催化劑分散度增加;提高浸漬液濃度與延長浸漬時間,催化劑分散度呈先增后降趨勢;提高焙燒溫度表現(xiàn)出類似規(guī)律。通過過量浸漬與真空抽吸法制備催化劑其活性組分分散度可調(diào),當(dāng)浸漬液濃度為0.5M,浸漬時間為1h,真空度為0.095Mpa,抽真空時間為1min,焙燒溫度673K時,催化劑分散度可由傳統(tǒng)過量浸漬法的9.3％提高到38.4%。隨著結(jié)構(gòu)化催化劑分散度增加,MDNB轉(zhuǎn)化為MPDA的活性與選擇性呈先增加后降低

4、的趨勢,即存在適宜的催化劑分散度,實(shí)驗條件下適宜分散度為26.4%。對存在適宜分散度的原因進(jìn)行了討論和分析。
　　然后,考察了助劑La對催化劑性能的影響,結(jié)果表明,助劑的引入可有效印制難還原相鎳鋁尖金石的生成,減弱了活性組分與載體之間的相互作用,提高了催化劑的還原性能,從而有效改善催化劑的加氫性能。同時La可以改善催化劑的孔結(jié)構(gòu),有利于H2的吸附和產(chǎn)物的擴(kuò)散和脫附,對反應(yīng)的進(jìn)行是有利的。當(dāng)助劑含量為5wt%時,間二硝基苯轉(zhuǎn)化率最高