高穩(wěn)定的巴豆醛選擇性加氫Ir-FeOx-SiO2催化劑的性能研究.pdf

1、不飽和醛的催化加氫是制備各種各樣的精細(xì)化學(xué)品，尤其是香料、醫(yī)藥等的關(guān)鍵步驟。然而，由于無(wú)論是動(dòng)力學(xué)上還是理論上，相對(duì)于C=O鍵加氫而言，C=C鍵加氫都顯得更加容易，使得丙烯醛、巴豆醛等a，β-不飽和醛的加氫都更傾向于生成飽和醛，而不是我們希望的不飽和醇。因此，大量的實(shí)驗(yàn)和理論工作一直致力于設(shè)計(jì)應(yīng)用于這類反應(yīng)的高活性和高選擇性的催化劑的研究。在本文中，針對(duì)新發(fā)現(xiàn)的高性能催化劑上的巴豆醛加氫進(jìn)行了探討，通過(guò)一系列的表征技術(shù)（如原位XPS、原

2、位CO-IR等），詳細(xì)分析了該催化體系的結(jié)構(gòu)特征及影響因素與催化性能的關(guān)系。主要從以下四個(gè)部分展開(kāi)工作:
　　1.考察不同助劑對(duì)催化劑性能的影響。
　　采用浸漬法制備不同助劑的Ir/MOx/SiO2催化劑(其中M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu)用于巴豆醛加氫的反應(yīng)中，依據(jù)不同的性能檢測(cè)結(jié)果，擇選出具備很高的穩(wěn)定性的Ir/FeOx/SiO2催化劑。同時(shí)，分析催化劑的性質(zhì)與催化性能的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)當(dāng)較多Irδ+物種存在時(shí)，催化

3、劑表面存在合適的Ir0-Irδ+界面有利于巴豆醛加氫反應(yīng)。
　　2.考察浸漬順序?qū)Υ呋瘎┬阅艿挠绊懖捎孟喾吹慕n順序制備負(fù)載型Ir催化劑——Ir/FeOx/SiO2催化劑及Fe/Ir/SiO2催化劑，同時(shí)與單組份Ir/SiO2催化劑及FeOx/SiO2催化劑進(jìn)行比較，探究浸漬順序?qū)Υ呋瘎┬阅艿挠绊?。結(jié)果發(fā)現(xiàn)先浸漬Fe后浸漬Ir的Ir/FeOx/SiO2催化劑表現(xiàn)出高穩(wěn)定性及高選擇性，而先浸漬Ir后浸漬Fe的FeOx/Ir/SiO2

4、催化劑雖然初始活性非常高，但表現(xiàn)出劇烈的失活現(xiàn)象，歸因于產(chǎn)生的新界面(Ir-Irδ+、Ir-Fen+及Irδ+-Fen+)以及催化劑表面暴露的FeOx物種。
　　3.考察Fe添加量對(duì)催化劑性能的影響采用浸漬法制備不同F(xiàn)e添加量的Ir/yFeOx/SiO2催化劑（其中Fe與Ir的摩爾比為y，y=0、0.01、0.035、0.1、1.1、3.5及11），考察Fe含量對(duì)Ir/FeOx/SiO2催化劑上巴豆醛選擇性加氫性能的影響。對(duì)比性能

5、測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)添加少量Fe有利于催化劑的性能提升，而當(dāng)Fe的添加量過(guò)高時(shí)（Fe/Ir≧3.5），催化劑的初始活性雖然得到很大提高，卻出現(xiàn)嚴(yán)重的失活。這可能是由于高含量的催化劑表面出現(xiàn)大量FeOx物種并形成新界面（Ir-Fen+界面及Irδ+-Fen+界面）從而導(dǎo)致催化劑積炭。
　　4.考察還原溫度對(duì)催化劑性能的影響采用浸漬法制備負(fù)載型Ir催化劑Ir/FeOx/SiO2催化劑，改變還原處理溫度X（X=200、300、400及500℃