負載型Pd-M催化劑在氯代苯酚加氫脫氯中的研究.pdf

1、隨著化工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，水資源的污染問題正在日益嚴重，其中對水環(huán)境危害很大一類物質(zhì)就是氯酚類有機化合物。它們能夠直接或間接的危害人類的身體健康。目前催化還原法在脫除水中氯酚類有機物上具有經(jīng)濟、高效、能耗低、無污染等優(yōu)點，是一項很值得研究探索的脫除水中氯酚類化合物的技術(shù)。
　　本文采用分步浸漬法和共浸漬法法制備了多個系列Pd負載量為1％的Pd-In/γ-Al2O3，Pd-Cu/AC雙金屬催化劑及Pd-In-Cu/γ-Al2O3三

2、金屬催化劑，用于水中對氯苯酚加氫脫氯反應(yīng)的研究。通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡-X射線色散能譜(SEM-EDS)、高分辨透射電子顯微鏡(HR-TEM)、X射線電子能譜（XPS）、程序升溫還原(TPR)、H2脈沖化學(xué)吸附測定法等表征手段，對Pd、In、Cu金屬顆粒的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、顆粒形狀及粒徑、分散度和表面積等進行了表征。反應(yīng)在玻璃反應(yīng)器中進行，加入對氯苯酚的水溶液和催化劑，通入H2進行反應(yīng)，并用氣相色譜對產(chǎn)物進行分析?？?/p>

3、察了不同催化劑的制備方法，不同Pd-M摩爾比和不同催化劑載體對催化活性及選擇性的影響。
　　實驗結(jié)果表明負載型銦鈀雙金屬催化劑和銅鈀雙金屬催化劑中的Pd、In和Pd、Cu金屬粒子主要分布在載體表面。在Pd-In/γ-Al2O3催化劑中，Pd顆粒的粒徑在2nm～5nm之間，隨著銦鈀摩爾比的升高，該系列催化劑的催化活性先增加后降低，主要因為向Pd單金屬催化劑中添加適量的In助劑可以提高金屬鈀的分散度和表面積，其中先銦后鈀制備的IP-2

4、催化劑中Pd的分散度和表面積最大，能夠達到41.6%和92.7m2g-1，而鈀單金屬催化劑中鈀的分散度和表面積為23.7%和52.9m2g-1，但隨著In含量的逐漸升高，催化劑中會生成銦鈀合金，抑制了對氯苯酚的轉(zhuǎn)化。
　　在Pd-Cu/AC雙金屬催化劑中，Pd顆粒的粒徑在1nm～6nm之間，隨著銅鈀摩爾比的升高，該系列催化劑的催化性能也是先增加后降低，主要原因是因為銅鈀雙金屬催化劑中銅含量的變化，當(dāng)銅含量低時，催化劑中的銅顆粒分散

5、在鈀顆粒之間，增大了其分散度和表面積，但隨著銅含量的持續(xù)增加，在增大到一定值后銅顆粒開始覆蓋在鈀顆粒的表面上或與鈀顆粒結(jié)合形成合金從而降低催化劑的活性。該系列催化劑中CP-2催化劑的分散度和表面積最大，分別為47.6%和106.2m2g-1，因此CP-2催化劑的活性也被證實是最好的，能夠在30分鐘內(nèi)將對氯苯酚轉(zhuǎn)化完全。與負載在氧化鋁上的銅鈀雙金屬催化劑相比，該系列催化劑的催化活性更高，主要是因為活性炭的表面積要明顯高于氧化鋁的表面積（活

6、性炭表面積為704m2g-1，而氧化鋁的表面積92.3m2g-1），因此以活性炭為載體的催化劑比以氧化鋁為載體的催化劑表現(xiàn)出了更高的分散度。又因為活性炭中沒有金屬的成分，因此當(dāng)活性炭作為載體時，它與活性中心鈀的相互作用比較弱，而相比之下氧化鋁中的金屬可能會與鈀金屬之間有較大的作用，因此以活性炭為載體的催化劑表現(xiàn)出了更高的催化活性。以活性炭負載的CP-2催化劑能在半小時內(nèi)將對氯苯酚轉(zhuǎn)化完全，而相同條件下，以氧化鋁為載體的CP-1-2催化劑

7、將對氯苯酚轉(zhuǎn)化完全卻需要一個小時。
　　脫除水中對氯苯酚時，氧化鋁做在載體的銦鈀雙金屬催化劑中In/Pd摩爾比為0.1/1、先In后Pd浸漬法制備的IP-2催化劑脫除對氯苯酚的性能最優(yōu)；活性炭做載體的Cu-Pd催化劑中，Cu/Pd摩爾比為0.3/1、先Cu后Pd浸漬法制備的CP-2催化劑脫除對氯苯酚的性能最佳。以上說明對氯苯酚的轉(zhuǎn)化率主要與Pd的分散度和比表面有關(guān)，較高的Pd分散度可以提高催化劑的催化活性。
　　負載型銅鈀銦