高分散負載鎳的制備及其在芳烴催化加氫中的應用.pdf

1、芳烴催化加氫是當今重質炭資源利用的重點課題,開發(fā)高活性的負載金屬催化劑是芳烴加氫的關鍵技術,鎳是芳烴加氫催化劑的主要組分;羰基鎳在較低溫度下可分解直接生成高分散的鎳單質,但其揮發(fā)溫度過低,故極難在載體上穩(wěn)定分解。本課題利用羰基鎳為鎳的前驅體,以ZSM-5分子篩為載體,乙醚為溶劑,在高壓釜中采取較低溫度原位分解羰基鎳的方法,簡易有效地制備了ZSM-5負載的鎳催化劑Ni/ZSM-5。此催化劑經一系列表征,即電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-

2、OES)、掃描電鏡(SEM)配合電子能譜(EDS)、高分辨透射電鏡(HREM)、X射線衍射(XRD)、H2程序升溫還原(H2-TPR)、NH3程序升溫脫附(NH3-TPD)、光電子能譜(XPS)和比表面積孔徑分析(BET),結果表明鎳負載量較低,與貴金屬催化劑的金屬負載量相當;鎳極好地分散在ZSM-5上,甚至以非晶態(tài)形式存在,極大地增加了鎳的有效催化面積;鎳與載體具有很強的相互作用,以致與載體表面酸性基團反應生成酸性更強的缺電子基團;負

3、載鎳以后ZSM-5的比表面積有所下降,介孔略有堵塞,說明羰基鎳主要在ZSM-5表面分解,部分進入載體介孔。
　　與傳統(tǒng)的“浸漬-還原”法制備的ZSM-5負載鎳催化劑相比,Ni/ZSM-5對芳烴加氫表現(xiàn)出遠高于前者的催化活性,苯、甲苯、萘、四甲苯、蒽和菲在 Ni/ZSM-5催化下得以完全加氫;Ni/ZSM-5可重復利用數(shù)次,其鈍化原因主要是長時間高溫催化引起負載鎳團聚或積炭效應。由于金屬催化劑表面的雙原子氫轉移,稠環(huán)芳烴加氫后順式產