近年來,我國煤基甲醇工業(yè)發(fā)展迅速,導致甲醇產(chǎn)能過剩。甲醇可轉(zhuǎn)化為高附加值化學品甲酸甲酯。甲酸甲酯生產(chǎn)早已工業(yè)化,產(chǎn)能不能滿足需求,傳統(tǒng)工藝能耗高、不環(huán)保。因此,以甲醇為反應物,綠色清潔的氧氣為氧化劑,制備出同時具有氧化活性位點和酸性活性位點的負載型雙功能催化劑可實現(xiàn)甲醇液相選擇性氧化直接生成甲酸甲酯,催化效果良好,該法縮短步驟、降低能耗、綠色高效,催化劑經(jīng)過離心、過濾等方式可實現(xiàn)其回收再利用。本論文通過焙燒擬薄水鋁石制備出載體γ-Al2O3,用溶膠凝膠法將貴金屬Pd、Au等負載在γ-Al2O3載體上制備Pd/γ-Al2O3和雙金屬Pd-Au/γ-Al2O3催化劑,對其進行XRD、XPS、BET和TEM表征,將制備出的Pd基催化劑和雙金屬Pd-Au催化劑應用于甲醇液相選擇性氧化生成甲酸甲酯反應,評價其催化性能,并優(yōu)化反應條件。其主要結(jié)果如下:1、通過溶膠凝膠法制備出Pd/γ-Al2O3催化劑,Pd顆粒均一,平均為6.85 nm。評價其催化性能,優(yōu)化反應條件,確定Pd最優(yōu)負載量2wt%,最優(yōu)用量40 mg,最優(yōu)溫度150℃,最優(yōu)壓力2MPa,最優(yōu)時間2h,此時,甲醇轉(zhuǎn)化率為50.51%,甲酸甲酯選擇性為66.46%,甲酸甲酯收率為33.56%,對催化劑進行5次重復測試,5次后甲醇轉(zhuǎn)化率、甲酸甲酯選擇性降低不多。這說明催化劑重復使用性能良好。2、通過溶膠凝膠法制備出Pd-Au/γ-Al203催化劑,Pd-Au合金粒徑均一,平均為7.3nm。評價Pd-Au/γ-Al203催化劑催化性能,優(yōu)化反應條件,確定最優(yōu)負載量為2wt%Pd-1wt%Au,最優(yōu)用量20mg,最優(yōu)溫度150℃,最優(yōu)壓力1.5 MPa,最優(yōu)時間2 h,此時,甲醇的轉(zhuǎn)化率62.11%,甲酸甲酯的選擇性68.14%,甲酸甲酯的收率42.32%,對催化劑進行了 5次重復測試,5次后MF的收率從42.32%變?yōu)?0.54%,這說明了2wt%Pd-1 wt%Au/γ-Al2O3催化劑重復使用性能優(yōu)異。
【學位單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36;TQ225.24
【部分圖文】：

化和測試改性催化劑重復使用性。??２．５．１催化劑性能評價裝置??本論文中對所制備出的催化劑均是在圖２－３中的高壓反應裝置中來評價催化劑催??化性能。??２３??

３．２．１．２?Ｐｄ／Ｙ＿Ａｈ〇３?催化劑的?ＢＥＴ?表征??對制備出的２ｗｔ％?Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑進行氮氣吸脫附表征，并將數(shù)據(jù)進行整理做??出其氮氣吸脫附等溫線，如下圖３－３所示，依據(jù)ＩＵＰＡＣ的物理吸附等溫線分類，制備??出的２ｗｔ％Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑的吸脫附等溫線屬于第ＩＶ類，且具有明顯的遲滯環(huán)，屬??于Ｈ３遲滯環(huán)，在相對壓力接近于飽和蒸氣壓時，沒有達到平衡，這表明該催化劑具??有片狀顆粒形成的狹縫狀孔。下表３－２列出了?２ｗｔ％?Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑的比表面積和??孔體積數(shù)據(jù)，通過分析表中數(shù)據(jù)，２ｗｔ％Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑的ＢＥＴ比表面積、孔體積??與ｙ－ａｉ２ｏ３載體相比減少，這說明了負載的Ｐｄ納米晶粒占據(jù)一些孔道，因而使載體的??比表面積、孔容下降。２ｗｔ％?Ｐｄ／ｙ－Ａｈ〇３催化劑孔容為１．２５?ｃｍ３ｇ－１，孔尺寸為１７．１６ｎｍ，??屬于介孔，ＢＥＴ比表面積為２４５?ｍ２／ｇ。??２９??

３．２．２．１?ＰｄＡ／－Ａｌ２〇３?催化劑的?ＴＥＭ?表征??為了觀察Ｐｄ納米顆粒在Ｙ－Ａ１２０３載體上的分散情況和Ｐｄ納米顆粒大小，于是對??２ｗｔ％?Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑做了?ＴＥＭ表征。２ｗｔ％?Ｐｄ／ｙ－Ａｌ２〇３的ＴＥＭ表征結(jié)果如圖３－４??所示，從圖３－４中能看出７－Ａｌ２０３載體的結(jié)構(gòu)為片狀，小黑點為負載在Ｙ－Ａ１２０３載體表??面上和孔道內(nèi)的Ｐｄ納米顆粒，通過對以下４張ＴＥＭ圖分析，可以判斷出負載在Ｙ－Ａｌ２〇３??載體上的Ｐｄ納米顆粒大小基本一致
【參考文獻】

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本文編號：2870662