發(fā)布時(shí)間：2017-10-20 19:13

  本文關(guān)鍵詞：負(fù)載型Pd基三元催化劑多級(jí)結(jié)構(gòu)調(diào)控及乙炔選擇性加氫性能研究

  更多相關(guān)文章： 選擇性加氫 PdAuAg三元催化劑 協(xié)同效應(yīng) 超結(jié)構(gòu)納米晶體 缺陷位點(diǎn)

【摘要】：乙烯作為重要的化工原料,主要用于聚乙烯等有機(jī)化學(xué)品的制備。受制備條件的限制,長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔锔邷亓呀夥ㄖ苽涞囊蚁┰蠚庵胁豢杀苊獾睾屑s1%的乙炔,其存在將導(dǎo)致乙烯聚合反應(yīng)催化劑中毒,并使聚乙烯產(chǎn)品抗氧化能力下降,因此有效地去除乙烯原料氣中微量乙炔是乙烯工業(yè)的重要環(huán)節(jié)。Pd基催化劑催化加氫法因其工藝簡(jiǎn)單、成本低、過(guò)程環(huán)境友好,已成為乙烯原料氣精制過(guò)程中普遍采用的方法。隨乙烯聚合工業(yè)對(duì)乙烯原料氣中殘余乙炔含量要求的提高,設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)高性能負(fù)載型Pd基催化劑具有重要意義。作為提高催化性能的手段之一,活性組分多元化是將其它金屬組分引入起主要作用的單一活性金屬組分中,利用不同金屬間的協(xié)同效應(yīng)改變活性組分的電子環(huán)境和幾何環(huán)境,從而影響催化性能。本論文以共還原-溶膠固定法制備了負(fù)載型粒徑單分散P dAuAg三元催化劑,并在乙炔選擇性加氫反應(yīng)中探討了活性組分多元化對(duì)催化加氫性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,當(dāng)PdAuAg原子比為1：1：2時(shí),三元催化劑表現(xiàn)出最優(yōu)的乙烯選擇性。CO吸附原位紅外光譜(原位CO-DRIFTS)和X-射線光電子能譜(XPS)揭示了三元催化劑中Au和Ag的引入使催化劑表面暴露更多的非活性金屬組分,增加了不連續(xù)的Pd活性位點(diǎn),同時(shí)使納米顆粒中Pd電子云密度升高,提高了催化劑的乙烯選擇性,但連續(xù)的Pd活性位點(diǎn)減少使H在催化劑表面的活化和解離減弱,降低了催化活性。超結(jié)構(gòu)納米晶體因具有粗糙的表面、豐富的缺陷位點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)單元的相互作用等特點(diǎn),在加氫、氧化和耦合等反應(yīng)中獲得了廣泛應(yīng)用。本論文通過(guò)改變表面活性劑和還原劑等合成條件,構(gòu)筑了超結(jié)構(gòu)PdAuAg2納米晶體,其具有均勻的合金結(jié)構(gòu)和海膽狀形貌,平均粒徑為41.1 nm,形成過(guò)程符合“均相成核和定向組裝”機(jī)理,通過(guò)高分辨透射電鏡表征發(fā)現(xiàn)超結(jié)構(gòu)納米晶體中存在缺陷位點(diǎn)。乙炔選擇性加氫評(píng)價(jià)結(jié)果表明,與單分散PdAuAg2催化劑相比,超結(jié)構(gòu)PdAuAg2催化劑表現(xiàn)出更優(yōu)的催化活性和乙烯選擇性�；跉饷魷y(cè)試、H2程序升溫脫附和表觀活化能測(cè)試結(jié)果,可將活性的提高歸因于超結(jié)構(gòu)催化劑表面較高濃度的缺陷位點(diǎn)促進(jìn)了反應(yīng)物分子的吸附和活化以及生成物的解離,同時(shí)降低了加氫反應(yīng)的能壘；Br-掩蔽(100)晶面實(shí)驗(yàn)和X射線衍射結(jié)果表明超結(jié)構(gòu)催化劑中(111)與(100)晶面比例和Pd-C相的增加提高了乙烯選擇性；原位CO-DRIFTS和XPS結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)單元間的相互作用增加了超結(jié)構(gòu)催化劑中不連續(xù)的Pd活性位點(diǎn),進(jìn)一步提高了乙烯選擇性。
【關(guān)鍵詞】：選擇性加氫 PdAuAg三元催化劑 協(xié)同效應(yīng) 超結(jié)構(gòu)納米晶體 缺陷位點(diǎn)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-33
• 1.1 乙炔選擇性加氫概述15-20
• 1.1.1 乙炔選擇性加氫反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)特點(diǎn)15-17
• 1.1.2 乙炔選擇性加氫催化劑的研究進(jìn)展17-20
• 1.2 負(fù)載型貴金屬催化劑的研究進(jìn)展20-29
• 1.2.1 活性金屬組分多元化20-22
• 1.2.2 活性金屬尺寸、結(jié)構(gòu)和形貌調(diào)控22-25
• 1.2.3 超結(jié)構(gòu)納米顆粒的構(gòu)筑25-28
• 1.2.4 載體和助劑的影響28-29
• 1.3 層狀復(fù)合金屬氫氧化物概述29-30
• 1.3.1 層狀復(fù)合金屬氫氧化物的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)29-30
• 1.3.2 層狀復(fù)合金屬氫氧化物作為載體在催化中的應(yīng)用30
• 1.4 本論文研究意義及研究?jī)?nèi)容30-33
• 1.4.1 論文的研究意義30-31
• 1.4.2 論文的研究?jī)?nèi)容31-33
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分33-41
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料33-34
• 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容34-36
• 2.2.1 催化劑載體的制備34
• 2.2.2 負(fù)載型單分散催化劑的制備34-35
• 2.2.3 負(fù)載型超結(jié)構(gòu)催化劑的制備35
• 2.2.4 單分散和超結(jié)構(gòu)PdAuAg_2修飾的氧化鋅納米棒的制備35-36
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與分析表征36-38
• 2.3.1 紫外-可見(jiàn)分光分析36
• 2.3.2 X射線衍射36
• 2.3.3 電感耦合等離子體光譜36
• 2.3.4 高分辨透射電子顯微鏡、掃描-透射電子顯微鏡36-37
• 2.3.5 X射線光電子能譜37
• 2.3.6 程序升溫脫附37
• 2.3.7 CO吸附原位紅外光譜37-38
• 2.3.8 氣敏性能測(cè)試38
• 2.4 乙炔選擇性加氫反應(yīng)性能評(píng)價(jià)38-41
• 第三章 負(fù)載型單分散Pd基三元催化劑的乙炔選擇性加氫性能及構(gòu)效關(guān)系研究41-55
• 3.1 前言41
• 3.2 負(fù)載型單分散Pd基催化劑結(jié)構(gòu)和形貌表征41-45
• 3.2.1 單分散PdAu,PdAg和PdAuAg納米顆粒的結(jié)構(gòu)表征41-43
• 3.2.2 負(fù)載型單分散PdAu,PdAg和PdAuAg催化劑的形貌表征43-45
• 3.3 負(fù)載型單分散Pd基催化劑的乙炔選擇性加氫性能評(píng)價(jià)45-48
• 3.4 負(fù)載型單分散Pd基三元催化劑的構(gòu)效關(guān)系48-53
• 3.4.1 幾何效應(yīng)的影響48-49
• 3.4.2 電子效應(yīng)的影響49-51
• 3.4.3 載體效應(yīng)的影響51-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 第四章 負(fù)載型超結(jié)構(gòu)Pd基三元催化劑的乙炔選擇性加氫性能及構(gòu)效關(guān)系研究55-73
• 4.1 前言55
• 4.2 負(fù)載型超結(jié)構(gòu)PdAuAg_2三元催化劑的結(jié)構(gòu)表征和形貌分析55-58
• 4.3 超結(jié)構(gòu)PdAuAg_2納米晶體的組裝機(jī)理研究58-60
• 4.4 負(fù)載型超結(jié)構(gòu)PdAuAg_2催化劑的乙炔選擇性加氫性能研究60-69
• 4.4.1 催化加氫活性60-64
• 4.4.2 乙烯選擇性64-68
• 4.4.3 催化劑穩(wěn)定性68-69
• 4.5 負(fù)載型超結(jié)構(gòu)PdAuAg_2催化劑的構(gòu)效關(guān)系研究69-72
• 4.5.1 幾何效應(yīng)的影響69-70
• 4.5.2 電子效應(yīng)的影響70-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 第五章 結(jié)論73-75
• 本論文創(chuàng)新點(diǎn)75-77
• 參考文獻(xiàn)77-85
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-87
• 致謝87-89
• 作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介89-90
• 附件90-91

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 Alan J.McCue;James A.Anderson;;Recent advances in selective acetylene hydrogenation using palladium containing catalysts[J];Frontiers of Chemical Science and Engineering;2015年02期

2 劉化章;;氨合成催化劑100年:實(shí)踐、啟迪和挑戰(zhàn)[J];催化學(xué)報(bào);2014年10期

3 孫予罕;陳建剛;王俊剛;賈麗濤;侯博;李德寶;張娟;;費(fèi)托合成鈷基催化劑的研究進(jìn)展[J];催化學(xué)報(bào);2010年08期

4 包信和;;納米限域體系的催化特性[J];中國(guó)科學(xué)(B輯:化學(xué));2009年10期

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本文編號(hào)：1068860