Ni-P非晶態(tài)合金-改性膨潤土催化劑的制備及其催化加氫性能研究.pdf

1、非晶態(tài)合金催化劑具有催化活性高、抗毒性好等優(yōu)勢，因而廣泛應(yīng)用于催化加氫反應(yīng)中。膨潤土是廣西的一種優(yōu)勢礦產(chǎn)資源，但是目前開發(fā)的大多是初級產(chǎn)品，以膨潤土為載體制備負(fù)載型非晶態(tài)合金催化劑有利于進(jìn)一步拓寬廣西寧明膨潤土的應(yīng)用領(lǐng)域。本文以廣西寧明膨潤土為原料，對膨潤土進(jìn)行改性后負(fù)載Ni-P非晶態(tài)合金，制備Ni-P非晶態(tài)合金/改性膨潤土催化劑，采用XRD、H2-TPR、H2-TPD、N2吸附脫附等測試手段對其進(jìn)行一系列表征，并以硝基苯催化加氫合成苯

2、胺為探針反應(yīng)，研究了該催化劑的催化加氫性能，論文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)為了篩選合適的載體，分別對膨潤土進(jìn)行焙燒、酸化和Al柱撐改性，并用改性后的膨潤土負(fù)載Ni-P非晶態(tài)合金，研究了膨潤土的不同改性方法對Ni-P非晶態(tài)合金/改性膨潤土催化硝基苯加氫活性的影響，并采用XRD、H2-TPD、N2吸附脫附等表征手段對3種改性膨潤土和Ni-P非晶態(tài)合金/改性膨潤土催化劑進(jìn)行表征，結(jié)果表明，與Ni-P非晶態(tài)合金/原土相比，酸化改性土和A

3、l柱撐改性土負(fù)載Ni-P非晶態(tài)合金明顯增大了Ni-P非晶態(tài)合金/改性膨潤土催化劑的比表面積，增加了Ni活性中心數(shù)量，提高了硝基苯加氫合成苯胺的催化活性，在110℃、氫氣壓力為1.4 MPa、反應(yīng)5h下，Ni-P非晶態(tài)合金/酸化膨潤土催化劑的硝基苯轉(zhuǎn)化率和苯胺選擇性分別達(dá)到49.1％和98.9％，Ni-P非晶態(tài)合金/Al柱撐膨潤土催化劑的硝基苯轉(zhuǎn)化率和苯胺選擇性分別為55.8％和98.7％。而Ni-P非晶態(tài)合金/原土催化劑的硝基苯轉(zhuǎn)化率和

4、苯胺選擇性僅為21.8％和97.3％。
　　(2)為了提高Ni-P/改性膨潤土催化劑的穩(wěn)定性，以酸化膨潤土為載體，采用微波干燥輔助化學(xué)還原法制備了Ni-P非晶態(tài)合金/酸化膨潤土催化劑，考察了Ni負(fù)載量、P/Ni摩爾比、催化劑前驅(qū)體溶液pH、微波功率、催化劑前驅(qū)體焙燒溫度以及反應(yīng)溫度、H2壓力、反應(yīng)時間等工藝條件對微波干燥Ni-P非晶態(tài)合金/酸化膨潤土的催化活性的影響，并采用XRD、SEM、XPS、H2-TPR和H2-TPD等測試手

5、段對傳統(tǒng)干燥和微波干燥的Ni-P非晶態(tài)合金/酸化膨潤土催化劑進(jìn)行表征。結(jié)果表明，微波干燥促進(jìn)了酸化膨潤土上Ni活性組分的分散，減小了Ni-P非晶態(tài)合金的顆粒尺寸，增強(qiáng)了Ni與載體之間的相互作用力。在Ni負(fù)載量為20％、P/Ni摩爾比為4、催化劑前驅(qū)體溶液pH為11、微波功率250 W、催化劑前驅(qū)體焙燒溫度200℃以及110℃，氫氣壓力為1.8 MPa，反應(yīng)5h下，傳統(tǒng)干燥法制備的催化劑的硝基苯轉(zhuǎn)化率和苯胺選擇性分別為50.2％、98.5

6、％，且循環(huán)使用4次后開始嚴(yán)重失活，而微波法制備的催化劑在循環(huán)使用6次后其催化活性基本沒有改變，硝基苯轉(zhuǎn)化率均大于96.0％，苯胺選擇性約為98.5％，表明微波干燥使得Ni-P非晶態(tài)合金/酸化膨潤土的催化活性明顯提高，穩(wěn)定性有所改善。
　　(3)為了進(jìn)一步提高Ni-P/酸化膨潤土催化劑的活性和穩(wěn)定性，向Ni-P/酸化膨潤土中引入Ba制備了Ni-Ba-P/酸化膨潤土催化劑，研究了Ba的添加對Ni-P非晶態(tài)合金/酸化膨潤土活性的影響。結(jié)