MgO及MgO基復合載體負載Cu-,2-O催化環(huán)己醇脫氫制環(huán)己酮的研究.pdf

1、環(huán)己醇脫氫制環(huán)己酮工藝過程是國際上現(xiàn)有的大型己內(nèi)酰胺生產(chǎn)中的一個重要反應過程。脫氫效率優(yōu)劣取決于所使用的催化劑的性能。所以開發(fā)高效、穩(wěn)定的環(huán)己醇脫氫催化劑具有重要意義。 本文采用檸檬酸燃燒法制備了MgO及CeO2單載體，采用檸檬酸燃燒法及共沉淀法制備了MgO基復合載體，并采用浸漬還原法以水合肼為還原劑制備了負載型Cu2O催化劑。比較了檸檬酸燃燒法制備的MgO(B)載體負載的Cu2O與商品MgO負載的Cu2O催化環(huán)己醇脫氫制環(huán)己酮

2、的性能，考察了過渡金屬元素鐵、鈷、鎳、鉬、錳對Cu2O/MgO(B)性能的影響；考察了不同的MgO基復合載體、不同的復合載體制備方法以及MgCe比等對Cu2O催化性能的影響。并用N2物理吸附、X射線衍射(XRD)、CO2程序升溫脫附(CO2-TPD)、環(huán)己醇、環(huán)己酮程序升溫脫附(環(huán)己醇-TPD、環(huán)己酮-TPD)及程序升溫還原(TPR)等測試技術對所制樣品進行了表征。實驗結果表明，(1)Cu2O/MgO(B)催化劑的脫氫活性高于Cu2O/

3、MgO(商品)催化劑的，這與其載體具有較大的比表面積有關；采用過渡金屬改性時，Mn和Ni的效果較好。Mn、Ni氧化物種與Cu2O之間產(chǎn)生了相互作用，導致Mn和Ni氧化物態(tài)種更易還原，而Cu2O的抗還原能力則增強，Cu2O更穩(wěn)定；同時，Mn和Ni的添加使Cu2O/MgO(B)催化劑對反應物和產(chǎn)物的吸附強度減弱；這些都有利于脫氫反應的進行。(2)三種MgO基復合載體的比表面積都較大，順序為MgO-SiO220>MgO-ZrO220>MgO-

4、CeO220；但是其中比表面積最小的Cu2O/MgO-CeO220催化劑的脫氫活性卻高于Cu2O/MgO-ZrO220及Cu2O/MgO-SiO220的，且其對環(huán)己酮的選擇性也最高，這可能是由于MgO基復合載體負載的Cu2O催化劑表面只有中等強度吸附中心和強吸附中心，而比表面積最大的MgO-SiO220負載的Cu2O催化劑由于對反應物環(huán)己醇的吸附強度最大而表現(xiàn)出最低的催化活性。(3)與共沉淀法制備的MgO-CeO220復合載體相比，檸檬

5、酸燃燒法制備的MgO-CeO220復合載體負載的Cu2O催化劑具有更高的脫氫活性，這主要與其具有較大的比表面積有關；同時Cu2O/MgO-CeO220(B)催化劑表面具有更多的中等強度吸附中心。(4)MgO-CeO210復合載體負載的Cu2O催化劑活性高于單載體催化劑，并保持了高選擇性。盡管CeO2載體具有最大的比表面，但是由于其負載的Cu2O催化劑表面對反應物和產(chǎn)物的吸附以強吸附為主、具有最少的弱堿中心以及Cu2O最易被還原而導致其具