稀土在Pd、Co催化劑氣相加氫不飽和雙鍵及羰基中的修飾作用.pdf

1、稀土在催化領(lǐng)域越來越受到化學(xué)工作者的重視,尤其在治理汽車尾氣的三效催化劑中.該論文以有工業(yè)應(yīng)用前景的丙烯腈、巴豆醛氣相催化加氫為目標(biāo)反應(yīng),考察了選擇性加氫雙鍵及羰基的反應(yīng)中,各種稀土對鈀及鈷催化劑的修飾作用.丙腈是一種優(yōu)良的化工原料,可由丙烯腈加氫制得.負載鎳、非晶態(tài)鎳曾被用來催化加氫丙烯腈,但鎳的催化活性、穩(wěn)定性并不令人滿意.鈀催化劑具有優(yōu)良的活性及選擇性,但由于鈀價格昂貴,因此考察低負載鈀催化劑的催化行為有重大意義.試驗表明:低負載

2、催化劑Pd(0.05 w.t％)/Al<,2>O<,3>對丙烯腈氣相加氫制丙腈選擇性高,產(chǎn)物中檢測不到丙腈以外的物質(zhì);并且低負載催化劑抗中毒能力比高負載催化劑強.但低負載鈀催化劑的活性中心數(shù)目有限,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不高;同時催化劑本身的熱穩(wěn)定性及抗失活能力也有待提高.近來有文獻表明,應(yīng)用于三效催化劑(TWCS)中的鑭系稀土離子,能夠有效地提高鈀催化劑的抗燒結(jié)能力、熱穩(wěn)定性,同時也大大提高了催化劑活性組份的分散度;另一方面,由于稀土離子與過

3、渡金屬相互作用,可在鈀的作用下被氫氣還原,被還原的低價稀土離子及單質(zhì)也有一定的加氫活性,因此與單一的Pd/Al<,2>O<,3>相比,Pd-REO<,x>/Al<,2>O<,3>催化活性、穩(wěn)定性大大提高.但稀土的含量、稀土元素本身的性質(zhì),對催化劑的改性效應(yīng)有較大影響.在鈀含量0.05 wt.％的條件下,稀土含量以3 wt.％為佳;Yb、Sm的助劑效應(yīng)最為明顯,其次為La、Ce等.由不飽和醛選擇性加氫制不飽和醇有重大的理論意義及工業(yè)應(yīng)用價

4、值,鈷基催化劑在加氫不飽和醛制不飽和醇的反應(yīng)中應(yīng)用廣泛,該文選用Co/Al<,2>O<,3>催化劑于積分固定床中氣相加氫巴豆醛,并采用各種稀土對其進行改性.結(jié)果表明:經(jīng)La等某些稀土離子修飾后的鈷基催化劑,活性及選擇性明顯地提高.采用X-射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、X-射線光電子能譜(XPS)、程序升溫還原(TPR)等表征技術(shù)對所制備的催化劑進行測試,結(jié)果表明:稀土離子與過渡金屬相互作用,從電子、結(jié)構(gòu)兩方面改善了催化劑的物化