Ni-SiO2-Al2O3催化劑1,4-丁炔二醇水相加氫穩(wěn)定性研究.pdf

1、Al2O3是目前應用最為廣泛的金屬與金屬氧化物催化劑的載體之一,被應用于許多重要的化工過程,如加氫、重整、甲烷化、脫氫、脫硫、脫氯等。其中,涉及許多以水為溶劑或有水產生的液相反應體系,如丁炔二醇加氫、3-羥基丙醛加氫、苯乙酮加氫、生物質轉化等。Al2O3與H2O反應生成相應的水合物,造成以Al2O3為載體的負載金屬催化劑機械強度、比表面大幅度下降以及活性組分的聚集,使催化劑發(fā)生不可逆失活,限制了其在含水體系中的應用。提高Al2O3的水熱

2、穩(wěn)定性,獲得在含水體系中優(yōu)異使用性能的催化劑是產業(yè)界與學術界關注的重要研究課題。
　　本課題組前期工作中研究了不同助劑對Ni/γ-Al2O3催化劑水熱穩(wěn)定性的影響,結果表明,在所考察的眾多助劑中 SiO2可以明顯抑制 Al2O3水合,表現(xiàn)出潛在的應用前景。在前期工作基礎上,本論文采用浸漬法制備了Ni/SiO2-Al2O3催化劑,考察了載體SiO2含量和載體焙燒溫度對Ni/SiO2-Al2O3催化劑在1,4-丁炔二醇水相加氫中的加氫

3、活性及穩(wěn)定性的影響規(guī)律。主要研究結果如下:
　　1.研究了浸漬法引入SiO2對Al2O3載體表面酸性質的影響規(guī)律,結果表明,SiO2覆蓋于Al2O3表面并與Al2O3鍵合形成Al-O-Si鍵,由于Si4+的電負性大于Al3+的電負性,使暴露的Si-OH表現(xiàn)出B酸性,而未被覆蓋的Al3+仍表現(xiàn)出L酸性。隨SiO2含量的增加,載體表面B酸中心增加,L酸中心減少。當SiO2含量達15.0 wt％時,15.0SiO2-Al2O3載體中同時

4、存在L酸與B酸中心,說明SiO2仍未對Al2O3表面形成完全覆蓋,表面同時存在暴露的Al3+和Si-OH。
　　2.在認識SiO2引入對Al2O3表面酸性質影響規(guī)律的基礎上,以浸漬法制備了Ni/SiO2-Al2O3催化劑,考察了載體中SiO2含量對Ni/SiO2-Al2O3催化劑加氫活性和水熱穩(wěn)定性的影響,研究表明SiO2的引入提高了Ni/SiO2-Al2O3催化劑的水熱穩(wěn)定性,歸因于引入的SiO2覆蓋于Al2O3表面,抑制了H2

5、O對Al3+的進攻,使Al2O3水合程度下降。然而,載體中SiO2含量的增加,使Ni與載體之間相互作用減弱,導致活性組分Ni遷移聚集, Ni/SiO2-Al2O3催化劑的加氫活性下降。當SiO2的引入量為6.4 wt%時, Ni/SiO2-Al2O3催化劑表現(xiàn)出最佳的水熱穩(wěn)定性和加氫性能。
　　3.考察了載體焙燒溫度對SiO2-Al2O3載體表面性質及Ni/SiO2-Al2O3催化劑性能的影響,結果表明在400-800°C范圍內,