以正硅酸乙酯為硅源,Pluronic三嵌段共聚物P123或四丙基氫氧化銨（TPAOH）為結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑,采用一鍋溫和水熱法成功地合成了Fe-修飾的SiO₂;并以其為載體,采用等體積浸漬法制備了負(fù)載型0.3%Pd-3%Fe/SiO₂催化劑。采用XRD、N2吸附-脫附、CO脈沖吸附法、微型漿態(tài)床反應(yīng)器和高效液相色譜對產(chǎn)物的物相結(jié)構(gòu)、織構(gòu)性質(zhì)和2-乙基蒽醌加氫性能進(jìn)行了表征和測試。結(jié)果表明,該催化劑具有較規(guī)整的孔道、較窄的孔徑分布和適中的比表面積;在蒽醌加氫反應(yīng)中,該催化劑的氫化效率可達(dá)13.1g/L、選擇性可達(dá)66.1%,并且反應(yīng)4h時(shí)的氫化效率仍高達(dá)11g/L。相比之下,典型的工業(yè)Pd-催化劑反應(yīng)1.5h后便因副反應(yīng)過多而無法進(jìn)行,且氫化效率僅有5.4g/L,選擇性僅有26.2%。研究還發(fā)現(xiàn),以P123為結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑時(shí),摻雜Fe可以提高催化劑的選擇性;而以TPAOH為結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑時(shí),摻雜Fe可以同時(shí)顯著地改善催化劑的活性和選擇性。 

【文章來源】：化工進(jìn)展. 2016,35(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

氫化反應(yīng)裝置和氧化反應(yīng)裝置

·3916·化工進(jìn)展2016年第35卷明所制備的沸石分子篩熱穩(wěn)定性優(yōu)異；各催化劑均未出現(xiàn)Pd或者PdO的特征衍射峰，說明其含量較低，因而衍射峰被載體的衍射峰所掩蓋[23]。2.2織構(gòu)性質(zhì)分析圖3(a)和圖3(b)分別給出了各催化劑的N2吸附-脫附等溫線和相應(yīng)的孔徑分布圖。由圖3(a)可知，各催化劑的N2吸附-脫附等溫線均為國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會所定義的IV型，說明它們具有典型的介孔結(jié)構(gòu)[24]。P-Fe和P催化劑在相對壓力p/p0=0.6～1.0出現(xiàn)了典型的H2型滯后環(huán)，說明催化劑中存在由多孔吸附質(zhì)或均勻粒子堆積孔造成的墨水瓶狀孔，這是由結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑的脫除和沸石晶粒的堆砌所形成的[25]；而TP-Fe和TP催化劑在相對壓力p/p0=0.7～1.0出現(xiàn)了典型的H1型滯后環(huán)，說明催化劑中存在大小均一的圓柱形孔[19]。P-Fe和P催化劑與TP-Fe和TP催化劑比較，滯后環(huán)明顯向p/p0減小的方向移動(dòng)，說明P123比TPAOH作為結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑所制得的催化劑的孔徑小，這與圖3(b)的孔徑分布圖一致。由圖3(b)的孔徑分布圖可知，各催化劑的孔徑分布均十分集中，這賦予了催化劑優(yōu)異的擇形選擇性。催化劑的比表面積、孔容和平均孔徑等參數(shù)如圖3各催化劑的N2吸附-脫附等溫線和相應(yīng)的孔徑分布表2各催化劑的織構(gòu)性質(zhì)參數(shù)催化劑比表面積/m2·g-1孔容/cm3·g-1孔徑/nmP-Fe361.70.829.1P336.90.708.3TP-Fe253.70.8914.0TP253.40.9315.0表2所示。由表中數(shù)據(jù)可知，P-Fe催化劑的比表面積和孔容積明顯高于P催化劑，這可能是由于Fe優(yōu)先吸附在聚醚P123表面，起到了類似接枝的作用，導(dǎo)致沸石表面的孔數(shù)量增多，孔容增大，并且摻雜的Fe-在焙燒過程中抑制了沸石晶粒的長大，因此催化劑的比表面積有所增大。TP-Fe與TP催化劑的比表面

比表面積有所增大。TP-Fe與TP催化劑的比表面積和孔容均差別不大，表明摻雜Fe-對于其織構(gòu)性質(zhì)沒有明顯影響。2.3金屬分散度分析各催化劑的金屬分散度、金屬比表面積和平均粒徑如表3所示。由表3可知，P催化劑相對于TP催化劑具有更高的Pd分散度、金屬比表面積和較小的晶粒平均粒徑。此外，分別對比P-Fe和P、TP-Fe和TP催化劑后發(fā)現(xiàn)，摻雜Fe-后金屬的整體分散度降低，金屬比表面積下降，但晶粒的平均粒徑增大，這可能與Fe-的負(fù)載量（3%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）遠(yuǎn)大于Pd-（0.3%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）及其晶粒尺寸較大有關(guān)。2.4催化性能分析圖4給出了自制催化劑和工業(yè)催化劑的氫化效表3各催化劑的金屬分散度、比表面積和平均粒徑催化劑金屬分散度/%金屬比表面積/m2·g-1平均粒徑/nmP-Fe0.281.8414P7.2632.315TP-Fe0.191.2604TP4.6320.724圖4自制催化劑與工業(yè)催化劑的氫化效率對比

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本文編號：3526099