本文關(guān)鍵詞：鎳基金屬間化合物的制備及其催化苯乙炔選擇性加氫性能研究

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【摘要】：苯乙炔選擇性加氫精制苯乙烯是一類重要的石油化工反應(yīng),Ni基金屬間化合物因其突出的催化加氫性能,引起了研究者的廣泛關(guān)注。然而,通過(guò)傳統(tǒng)方法合成的Ni基金屬間化合物催化劑,存在粒徑、形貌、結(jié)構(gòu)難于控制,催化劑穩(wěn)定性差等弊端。因此,針對(duì)上述問(wèn)題,本論文基于水滑石(LDHs)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用層狀前體拓?fù)滢D(zhuǎn)變法制備了系列Ni基金屬間化合物催化劑,其對(duì)苯乙炔選擇性加氫制苯乙烯反應(yīng)顯示出突出的催化性能。通過(guò)外源法引入M組份(M=P、 Se、Te、Bi)與Ni基LDHs前體反應(yīng),系統(tǒng)調(diào)變Ni/M比例及LDHs前體結(jié)構(gòu)拓?fù)滢D(zhuǎn)變條件,有效調(diào)控了NixMy金屬間化合物催化劑的活性位結(jié)構(gòu)；采用多種研究方法(原位表征技術(shù)、DFT理論計(jì)算方法),揭示了NixMy金屬間化合物催化劑的幾何／電子結(jié)構(gòu)與催化性能的構(gòu)效關(guān)系,認(rèn)識(shí)了NixMy金屬間化合物催化作用機(jī)制。本論文工作為Ni基金屬間化合物催化劑的制備及性能強(qiáng)化拓展了新思路,具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用前景。本論文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下：1、Ni_xP_y金屬間化合物結(jié)構(gòu)調(diào)控及其對(duì)苯乙炔選擇性加氫催化性能研究針對(duì)難于進(jìn)入LDHs層板的非金屬P元素,論文提出以LDHs基高分散Ni納米粒子為前體,外加不同比例紅磷并沉積于其表面,精細(xì)控制焙燒還原條件,制備得到系列結(jié)構(gòu)、形貌及組成可控的Ni_xP_y金屬間化合物催化劑(Ni12P5, Ni2P, NiP2)。催化性能評(píng)價(jià)表明：隨著P/Ni比例的升高,催化劑活性降低,選擇性上升,其中Ni2P/Al2O3樣品表現(xiàn)出來(lái)最佳催化性能(活性性98.6%,選擇性88.2%)。進(jìn)一步通過(guò)EXAFS,XPS, in situ FTIR和DFT研究了Ni_xP_y金屬間化合物特定的配位環(huán)境和有序的原子排列,兩種元素在原子水平上相互高分散,電子由Ni偏移到P。Ni_xP_y金屬間化合物這種獨(dú)特的幾何和電子結(jié)構(gòu),影響了反應(yīng)中間產(chǎn)物的吸附狀態(tài),有效降低了苯乙烯的脫附能,抑制了產(chǎn)物苯乙烯的過(guò)加氫,從而顯著提高了苯乙烯的選擇性。2、NiM (M=Se、Te、Bi)金屬間化合物的制備及其對(duì)苯乙炔選擇性加氫催化性能研究基于上述工作,采用外源法引入M(M=Se、Te、Bi)組份于LDHs基Ni納米催化劑前體,經(jīng)層狀前體原位拓?fù)滢D(zhuǎn)化過(guò)程,制備得到系列負(fù)載型NiM (NiSe、NiTe、NiBi)金屬間化合物催化劑,并研究了其對(duì)苯乙炔選擇性加氫的催化性能,其中NiBi金屬間化合物展現(xiàn)出最佳的苯乙炔催化性能(活性性95%,選擇性85%)。通過(guò)系列結(jié)構(gòu)表征表明：上述三種金屬間化合物具有近似的晶體結(jié)構(gòu)及表面Ni與M原子排布。H2-TPR和DFT理論計(jì)算表明：由于形成Ni基金屬間化合物的M物種及其電子結(jié)構(gòu)不同,促使活性中心Ni的電荷密度具有明顯差異,影響了Ni活性位對(duì)反應(yīng)物氫的解離、活化能力,從而決定了催化劑的苯乙炔選擇性加氫性能。
【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

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉迎新;陳吉祥;張繼炎;;Effects of the Supports on Activity of Supported Nickel Catalysts for Hydrogenation of m-Dinitrobenzene to m-Phenylenediamine[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2007年01期

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本文編號(hào)：1198268