Ni-CCA催化劑的制備、表征及催化加氫反應性能.pdf

1、以γ-Al2O3為載體的Ni基催化劑廣泛應用于加氫、脫氫等多種化工過程。由于載體γ-l2O3屬于缺陷型尖晶石結構，在催化劑制備過程中，Ni首先會進入到載體表面的四面體與八面體空位，形成與載體具有強相互作用的Ni物種。這種強的金屬-載體相互作用使得催化劑必須在較高的溫度下進行還原，而較高的還原溫度又易引起活性組分的燒結、聚集，影響催化劑的催化性能。當上述催化劑應用于某些含有多種不飽和鍵的化合物加氫反應時，γ-Al2O3表面的缺陷位可參與反

2、應物的吸附、活化過程，甚至與反應物中的不飽和鍵產生強的相互作用，抑制這些不飽和鍵的加氫，使催化反應活性降低。
　　炭包覆改性氧化鋁(CCA)載體在保持了γ-Al2O3織構特征、高的熱穩(wěn)定性及優(yōu)異的機械強度等特點的同時具備炭的表面性質。CCA載體表面性質的轉變將直接改變活性組分Ni的存在狀態(tài)及化學環(huán)境，這必然會對催化劑的還原性能、分散度、電子構型及其催化性能產生重要影響。目前，關于炭的引入對Ni/γ-Al2O3催化劑結構、織構及催化

3、加氫反應性能的研究相對較少，僅有的少量報道也大多集中在本課題組。
　　本工作在課題組前期研究的基礎上，制備了以炭包覆改性γ-Al2O3為載體的Ni/CCA催化劑，結合低溫N2物理吸附、TPO-MS、TG-DSC、XRD、H2-TPR-MS、H2-TPD-MS及UV-Vis DRS等測試表征方法，研究了碳源種類、載體焙燒溫度、催化劑中Ni含量及還原溫度等對催化劑結構、織構、活性組分存在狀態(tài)的影響規(guī)律。進一步與催化順酐加氫性能相關聯(lián)，

4、揭示了Ni/CCA催化劑在順酐液相加氫過程中的構效關系。本工作對于順酐液相加氫定向合成γ-丁內酯催化劑的研發(fā)以及高性能負載型Ni基催化劑的制備都有重要的理論指導與實際應用意義。
　　本論文的主要研究結果如下:
　　1.碳源種類及載體焙燒溫度對制備的CCA載體具有較大影響。碳源種類不同，經炭包覆改性后載體表面殘?zhí)苛坎町愝^大，其中以蔗糖為碳源可以獲得最高的炭含量。載體焙燒溫度是影響炭物種存在狀態(tài)的重要因素，經600℃焙燒后，炭以

5、穩(wěn)定的聚合或濃縮的炭物種存在。經炭包覆改性后，載體保持了γ-Al2O3的織構特征。
　　2.Ni/CCA催化劑中炭的引入有效地阻止了活性組分進入γ-Al2O3表面四面體與八面體空穴，提高了催化劑中Ni物種的還原能力與分散度。同時，抑制了反應過程中不利于C=O加氫的中間物種的生成，使Ni/CCA表現(xiàn)出較純Ni/γ-Al2O3催化劑更優(yōu)異的羰基加氫性能。
　　3.Ni含量及還原溫度對Ni/CCA催化劑結構及順酐液相加氫反應性能具