Mo改性Raney Ni催化加氫制備環(huán)己基多氟苯
發(fā)布時(shí)間:2021-06-16 19:26
以合金粉為原料,采用堿處理法,制備了Ni48.5Al48.5Mo3、Ni50Al50驟冷合金催化劑(RQ Ni-Mo、RQ Ni)和普通合金催化劑(Raney Ni-Mo、Raney Ni),通過ICP-AES、N2吸附脫附、XRD、H2-TPD和SEM對(duì)催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征,將其應(yīng)用于反-4-(2,3-二氟-4-甲基苯基)-4’-正丙基-1,1’-雙環(huán)己基-3-烯(TF)催化加氫制備(反,反)-4-(2,3-二氟-4-甲基苯基)-4’-正丙基-1,1’-雙環(huán)己烷(trans-TFT)的反應(yīng)中并考察了其催化活性。結(jié)果表明:以Mo改性驟冷合金制備的RQ Ni-Mo催化劑具有較好的表觀物性,比表面積為81.17 m2/g,孔容為0.12cm3/g,孔徑為5.43nm、Ni晶粒尺寸為9.32 nm。在V(甲苯)=5 m L、m(RQ Ni-Mo)=0.05 g、m(TF)=0.20 g、反應(yīng)溫度40℃、反應(yīng)壓力1.5 MPa和反應(yīng)時(shí)間2 h時(shí),TF的轉(zhuǎn)化率為100%,trans-TFT的選擇性為69.72%。
【文章來源】:精細(xì)化工. 2016,33(12)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
催化劑的XRD譜圖
亮柯愿?[13-14]。RQNi-Mo和RQNi的比表面積、孔容和孔徑都分別大于RaneyNi-Mo和RaneyNi,隨著助金屬M(fèi)o的加入,催化劑的比表面積增加,晶體粒徑減小,表明Mo的加入能有效提高催化劑中Ni的分散,使更多的活性位Ni暴露在表面,有利于與反應(yīng)物接觸,提高反應(yīng)的活性。表1中,RQNi-Mo和RQNi中Ni晶粒尺寸變小,表明Mo的加入也能顯著減小催化劑中Ni的晶粒粒徑。胡華榮[12]等報(bào)道,在RaneyNi前驅(qū)體中引入Mo可有效改善RaneyNi催化劑中活性位Ni的分散并降低Ni晶粒尺寸。2.3催化劑的H2-程序升溫脫附圖2為4種催化劑的H2-TPD譜圖。圖2催化劑的H2-TPD譜圖Fig.2H2-TPDprofilesofcatalysts由圖2可以看出,4種催化劑均存在兩種氫吸附位,這表明H2在催化劑上存在兩種吸附狀態(tài)。驟冷合金制備的催化劑中高溫脫附峰遠(yuǎn)大于低溫脫附峰,說明高溫脫附峰所對(duì)應(yīng)的吸附位是催化劑的主要活性位;而普通合金制備的催化劑中低溫脫附峰所對(duì)應(yīng)的吸附位是催化劑的主要活性位[15]。Mo的加入增加了高溫脫附峰的面積。在H2-TPD中脫附溫度低說明Ni—H鍵結(jié)合力弱,即催化劑中的鎳對(duì)氫的吸附能力弱,使得吸附的氫物種在催化劑表面流動(dòng)更容易,可歸屬為弱化學(xué)吸附氫。脫附溫度高說明Ni—H鍵結(jié)合力強(qiáng),催化劑中鎳對(duì)氫的吸附能力強(qiáng)、活化能力強(qiáng),可歸屬為強(qiáng)吸附氫。上述結(jié)果表明,強(qiáng)吸附氫有利于提高此反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和trans-TFT的選擇性。2.4催化劑的SEM分析圖3為4種催化劑的SEM表面形貌圖。由圖3可以看出,普通合金制備的RaneyNi-Mo·1366·精細(xì)化工FINECHEMICALS第33卷
(圖3b)和RaneyNi(圖3c)催化劑的顆粒呈現(xiàn)棱角結(jié)構(gòu),而驟冷法制備的RQNi-Mo(圖3a)和RQNi(圖3d)催化劑的邊角呈現(xiàn)更圓滑的形貌,具有更加豐富的微觀結(jié)構(gòu),且RQNi-Mo的顆粒更小,顆粒尺寸分布更加均勻,使得RQNi的比表面積更大,能為反應(yīng)提供更多的活性位。ab1滋m1滋m1滋mcd1滋ma—RQNi-Mo;b—RaneyNi-Mo;c—RaneyNi;d—RQNi圖3催化劑的SEM圖Fig.3SEMimagesofcatalysts2.5催化劑活性評(píng)價(jià)2.5.1催化劑加氫性能評(píng)價(jià)在TF0.20g、甲苯5mL、催化劑0.050g、反應(yīng)溫度40℃和反應(yīng)壓力1.5MPa的條件下,考察了4種催化劑催化TF加氫反應(yīng)的活性,結(jié)果見表2。表2催化劑加氫性能評(píng)價(jià)Table2Performanceevaluationofcatalystshydrogenation催化劑反應(yīng)時(shí)間/h轉(zhuǎn)化率/%選擇性/%trans-TFTcis-TFTRQNi-Mo2100.0069.7230.28RaneyNi-Mo498.7366.7833.22RaneyNi492.5965.5134.49RQNi497.4468.7531.25由表2可知,4種催化劑中,RQNi-Mo的催化活性最高,反應(yīng)2hTF的轉(zhuǎn)化率就達(dá)到100%,trans-TFT的選擇性能達(dá)到69.72%,而RaneyNi反應(yīng)4h后TF的轉(zhuǎn)化率才達(dá)到92.59%,trans-TFT的選擇性僅有65.51%。這說明驟冷合金制備的催化劑的活性比普通合金制備的催化劑的活性高,而助金屬M(fèi)o的添加能夠進(jìn)一步增加催化劑的活性,也提高了對(duì)trans-TFT的選擇性。結(jié)合XRD結(jié)果(圖1)可知,驟冷合金制備的催化劑晶粒更小,使更多的Ni暴露在催化劑表面,有利于與反應(yīng)物更好地接觸,從而提高了催化劑的活性。BET和SEM結(jié)果表明,RQNi-Mo比其他3個(gè)催化劑具有更大的比表面積和孔徑,更小的晶體粒徑,能為反應(yīng)提供更多的活性位,從而促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行,提高了催化的活性。2.5.2溶劑的影響以四氫呋喃、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、苯和環(huán)己烷為加
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙環(huán)己烷鄰二氟苯液晶化合物的制備與研究[J]. 代紅瓊,盧玲玲,陳新兵,陳沛,安忠維. 化學(xué)試劑. 2013(10)
[2]含鏈端烯基負(fù)性液晶單體的合成及其性能研究[J]. 員國(guó)良,鄭成武,華瑞茂. 液晶與顯示. 2013(04)
[3]猝冷速度對(duì)骨架Ni催化劑結(jié)構(gòu)和催化性能的影響[J]. 胡華榮,方敬,喬明華,閆世潤(rùn),范康年,李和興,宗保寧,張曉昕. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2005(07)
[4]Mo對(duì)猝冷Ni-Mo骨架催化劑結(jié)構(gòu)和催化性能的影響[J]. 胡華榮,王友臻,喬明華,范康年,宗保寧,張曉昕,李和興. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(14)
[5]反式-環(huán)己基含氟二苯乙炔類液晶的合成與性能[J]. 王小偉,劉騫峰,高仁孝,馮凱,郭強(qiáng). 應(yīng)用化學(xué). 2004(03)
[6]含氟反式-1,4-二芳基環(huán)己烷類液晶化合物的合成[J]. 杜渭松,安忠維. 精細(xì)化工. 2003(05)
[7]骨架鎳催化劑的制備及其應(yīng)用[J]. 呂震江. 江蘇化工. 1985(01)
本文編號(hào):3233648
【文章來源】:精細(xì)化工. 2016,33(12)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
催化劑的XRD譜圖
亮柯愿?[13-14]。RQNi-Mo和RQNi的比表面積、孔容和孔徑都分別大于RaneyNi-Mo和RaneyNi,隨著助金屬M(fèi)o的加入,催化劑的比表面積增加,晶體粒徑減小,表明Mo的加入能有效提高催化劑中Ni的分散,使更多的活性位Ni暴露在表面,有利于與反應(yīng)物接觸,提高反應(yīng)的活性。表1中,RQNi-Mo和RQNi中Ni晶粒尺寸變小,表明Mo的加入也能顯著減小催化劑中Ni的晶粒粒徑。胡華榮[12]等報(bào)道,在RaneyNi前驅(qū)體中引入Mo可有效改善RaneyNi催化劑中活性位Ni的分散并降低Ni晶粒尺寸。2.3催化劑的H2-程序升溫脫附圖2為4種催化劑的H2-TPD譜圖。圖2催化劑的H2-TPD譜圖Fig.2H2-TPDprofilesofcatalysts由圖2可以看出,4種催化劑均存在兩種氫吸附位,這表明H2在催化劑上存在兩種吸附狀態(tài)。驟冷合金制備的催化劑中高溫脫附峰遠(yuǎn)大于低溫脫附峰,說明高溫脫附峰所對(duì)應(yīng)的吸附位是催化劑的主要活性位;而普通合金制備的催化劑中低溫脫附峰所對(duì)應(yīng)的吸附位是催化劑的主要活性位[15]。Mo的加入增加了高溫脫附峰的面積。在H2-TPD中脫附溫度低說明Ni—H鍵結(jié)合力弱,即催化劑中的鎳對(duì)氫的吸附能力弱,使得吸附的氫物種在催化劑表面流動(dòng)更容易,可歸屬為弱化學(xué)吸附氫。脫附溫度高說明Ni—H鍵結(jié)合力強(qiáng),催化劑中鎳對(duì)氫的吸附能力強(qiáng)、活化能力強(qiáng),可歸屬為強(qiáng)吸附氫。上述結(jié)果表明,強(qiáng)吸附氫有利于提高此反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和trans-TFT的選擇性。2.4催化劑的SEM分析圖3為4種催化劑的SEM表面形貌圖。由圖3可以看出,普通合金制備的RaneyNi-Mo·1366·精細(xì)化工FINECHEMICALS第33卷
(圖3b)和RaneyNi(圖3c)催化劑的顆粒呈現(xiàn)棱角結(jié)構(gòu),而驟冷法制備的RQNi-Mo(圖3a)和RQNi(圖3d)催化劑的邊角呈現(xiàn)更圓滑的形貌,具有更加豐富的微觀結(jié)構(gòu),且RQNi-Mo的顆粒更小,顆粒尺寸分布更加均勻,使得RQNi的比表面積更大,能為反應(yīng)提供更多的活性位。ab1滋m1滋m1滋mcd1滋ma—RQNi-Mo;b—RaneyNi-Mo;c—RaneyNi;d—RQNi圖3催化劑的SEM圖Fig.3SEMimagesofcatalysts2.5催化劑活性評(píng)價(jià)2.5.1催化劑加氫性能評(píng)價(jià)在TF0.20g、甲苯5mL、催化劑0.050g、反應(yīng)溫度40℃和反應(yīng)壓力1.5MPa的條件下,考察了4種催化劑催化TF加氫反應(yīng)的活性,結(jié)果見表2。表2催化劑加氫性能評(píng)價(jià)Table2Performanceevaluationofcatalystshydrogenation催化劑反應(yīng)時(shí)間/h轉(zhuǎn)化率/%選擇性/%trans-TFTcis-TFTRQNi-Mo2100.0069.7230.28RaneyNi-Mo498.7366.7833.22RaneyNi492.5965.5134.49RQNi497.4468.7531.25由表2可知,4種催化劑中,RQNi-Mo的催化活性最高,反應(yīng)2hTF的轉(zhuǎn)化率就達(dá)到100%,trans-TFT的選擇性能達(dá)到69.72%,而RaneyNi反應(yīng)4h后TF的轉(zhuǎn)化率才達(dá)到92.59%,trans-TFT的選擇性僅有65.51%。這說明驟冷合金制備的催化劑的活性比普通合金制備的催化劑的活性高,而助金屬M(fèi)o的添加能夠進(jìn)一步增加催化劑的活性,也提高了對(duì)trans-TFT的選擇性。結(jié)合XRD結(jié)果(圖1)可知,驟冷合金制備的催化劑晶粒更小,使更多的Ni暴露在催化劑表面,有利于與反應(yīng)物更好地接觸,從而提高了催化劑的活性。BET和SEM結(jié)果表明,RQNi-Mo比其他3個(gè)催化劑具有更大的比表面積和孔徑,更小的晶體粒徑,能為反應(yīng)提供更多的活性位,從而促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行,提高了催化的活性。2.5.2溶劑的影響以四氫呋喃、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、苯和環(huán)己烷為加
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙環(huán)己烷鄰二氟苯液晶化合物的制備與研究[J]. 代紅瓊,盧玲玲,陳新兵,陳沛,安忠維. 化學(xué)試劑. 2013(10)
[2]含鏈端烯基負(fù)性液晶單體的合成及其性能研究[J]. 員國(guó)良,鄭成武,華瑞茂. 液晶與顯示. 2013(04)
[3]猝冷速度對(duì)骨架Ni催化劑結(jié)構(gòu)和催化性能的影響[J]. 胡華榮,方敬,喬明華,閆世潤(rùn),范康年,李和興,宗保寧,張曉昕. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2005(07)
[4]Mo對(duì)猝冷Ni-Mo骨架催化劑結(jié)構(gòu)和催化性能的影響[J]. 胡華榮,王友臻,喬明華,范康年,宗保寧,張曉昕,李和興. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(14)
[5]反式-環(huán)己基含氟二苯乙炔類液晶的合成與性能[J]. 王小偉,劉騫峰,高仁孝,馮凱,郭強(qiáng). 應(yīng)用化學(xué). 2004(03)
[6]含氟反式-1,4-二芳基環(huán)己烷類液晶化合物的合成[J]. 杜渭松,安忠維. 精細(xì)化工. 2003(05)
[7]骨架鎳催化劑的制備及其應(yīng)用[J]. 呂震江. 江蘇化工. 1985(01)
本文編號(hào):3233648
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