Ni-SiO2-Al2O3催化劑1,4-丁炔二醇水相加氫穩(wěn)定性研究.pdf

1、Al2O3是目前應(yīng)用最為廣泛的金屬與金屬氧化物催化劑的載體之一,被應(yīng)用于許多重要的化工過(guò)程,如加氫、重整、甲烷化、脫氫、脫硫、脫氯等。其中,涉及許多以水為溶劑或有水產(chǎn)生的液相反應(yīng)體系,如丁炔二醇加氫、3-羥基丙醛加氫、苯乙酮加氫、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化等。Al2O3與H2O反應(yīng)生成相應(yīng)的水合物,造成以Al2O3為載體的負(fù)載金屬催化劑機(jī)械強(qiáng)度、比表面大幅度下降以及活性組分的聚集,使催化劑發(fā)生不可逆失活,限制了其在含水體系中的應(yīng)用。提高Al2O3的水熱

2、穩(wěn)定性,獲得在含水體系中優(yōu)異使用性能的催化劑是產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界關(guān)注的重要研究課題。
　　本課題組前期工作中研究了不同助劑對(duì)Ni/γ-Al2O3催化劑水熱穩(wěn)定性的影響,結(jié)果表明,在所考察的眾多助劑中 SiO2可以明顯抑制 Al2O3水合,表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用前景。在前期工作基礎(chǔ)上,本論文采用浸漬法制備了Ni/SiO2-Al2O3催化劑,考察了載體SiO2含量和載體焙燒溫度對(duì)Ni/SiO2-Al2O3催化劑在1,4-丁炔二醇水相加氫中的加氫

3、活性及穩(wěn)定性的影響規(guī)律。主要研究結(jié)果如下:
　　1.研究了浸漬法引入SiO2對(duì)Al2O3載體表面酸性質(zhì)的影響規(guī)律,結(jié)果表明,SiO2覆蓋于Al2O3表面并與Al2O3鍵合形成Al-O-Si鍵,由于Si4+的電負(fù)性大于Al3+的電負(fù)性,使暴露的Si-OH表現(xiàn)出B酸性,而未被覆蓋的Al3+仍表現(xiàn)出L酸性。隨SiO2含量的增加,載體表面B酸中心增加,L酸中心減少。當(dāng)SiO2含量達(dá)15.0 wt％時(shí),15.0SiO2-Al2O3載體中同時(shí)

4、存在L酸與B酸中心,說(shuō)明SiO2仍未對(duì)Al2O3表面形成完全覆蓋,表面同時(shí)存在暴露的Al3+和Si-OH。
　　2.在認(rèn)識(shí)SiO2引入對(duì)Al2O3表面酸性質(zhì)影響規(guī)律的基礎(chǔ)上,以浸漬法制備了Ni/SiO2-Al2O3催化劑,考察了載體中SiO2含量對(duì)Ni/SiO2-Al2O3催化劑加氫活性和水熱穩(wěn)定性的影響,研究表明SiO2的引入提高了Ni/SiO2-Al2O3催化劑的水熱穩(wěn)定性,歸因于引入的SiO2覆蓋于Al2O3表面,抑制了H2

5、O對(duì)Al3+的進(jìn)攻,使Al2O3水合程度下降。然而,載體中SiO2含量的增加,使Ni與載體之間相互作用減弱,導(dǎo)致活性組分Ni遷移聚集, Ni/SiO2-Al2O3催化劑的加氫活性下降。當(dāng)SiO2的引入量為6.4 wt%時(shí), Ni/SiO2-Al2O3催化劑表現(xiàn)出最佳的水熱穩(wěn)定性和加氫性能。
　　3.考察了載體焙燒溫度對(duì)SiO2-Al2O3載體表面性質(zhì)及Ni/SiO2-Al2O3催化劑性能的影響,結(jié)果表明在400-800°C范圍內(nèi),