Ni-TiO2-SiO2催化劑的制備、表征及順酐加氫性能研究.pdf

1、順酐是一種非常重要的有機化工原料，其下游產(chǎn)品眾多，僅加氫衍生物就有丁二酸酐、γ-丁內(nèi)酯、四氫呋喃和1，4-丁二醇等，有著相當(dāng)廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。隨著順酐生產(chǎn)規(guī)模的大型化，使以廉價的順酐為原料合成高附加值化學(xué)品的研究倍受青睞。但在順酐催化加氫制備下游產(chǎn)品時，使用的催化劑和工藝條件不同，原料的轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性有較大差別。因此，研究制備高性能的順酐選擇加氫催化劑是具有理論和實用價值的研究課題。
　　TiO2的可還原性及其與被負(fù)

2、載的活性組分之間較強的相互作用，使以TiO2為載體的金屬催化劑表現(xiàn)出獨特的催化性能。已有文獻報道TiO2負(fù)載Pd、Ni等金屬，在較高溫度下經(jīng)H2還原后，催化劑表面會產(chǎn)生可修飾負(fù)載金屬的TiOx(x＜2)物種，這種物種能促進-C=O、-N=O的加氫。但是由于TiO2本身具有比表面積小，晶相不穩(wěn)定以及機械強度差等缺點，使其很難在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，為克服這些缺點，人們開展了多元鈦基復(fù)合氧化物載體的研究。比較典型的是TiO2-SiO2復(fù)合氧化物，

3、SiO2和TiO2的復(fù)合不但能解決TiO2比表面小、熱穩(wěn)定性和機械強度差的缺點，而且通過改變復(fù)合氧化物的組成可以有目的地調(diào)控載體的性質(zhì)，使之適用于不同類型加氫反應(yīng)的要求。
　　本文在實驗室前期工作基礎(chǔ)上，通過溶膠-凝膠法結(jié)合乙醇超臨界干燥技術(shù)合成具有不同鈦含量的鈦硅氧化物氣凝膠載體，采用等體積浸漬法制備鎳基催化劑，運用FT-IR、BET、TEM、H2-TPR、XRD、Insitu-DRIFTS及H2-TPD-MS等手段對催化劑的物

4、理化學(xué)性質(zhì)進行表征，評價其催化順酐液相加氫合成γ-丁內(nèi)酯的反應(yīng)性能，考察了鈦含量、鎳含量、還原溫度對催化劑結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)及催化活性的影響，以期揭示順酐加氫反應(yīng)中催化劑表面性質(zhì)與催化活性之間的關(guān)系。主要結(jié)果如下:
　　1.以TEOS和TBOT為前驅(qū)物，采用溶膠-凝膠法結(jié)合超臨界干燥法制備了TiO2-SiO2復(fù)合氧化物氣凝膠。綜合FT-IR、TG-DSC、XRD結(jié)果可知，TiO2與SiO2并不是簡單的混合，Ti離子進入到SiO2的骨架

5、結(jié)構(gòu)中并與之相互作用，形成了Ti-O-Si鍵，并對樣品的比表面、表面羥基及晶相組成等物化性質(zhì)產(chǎn)生了顯著的影響。
　　2.通過分析載體中鈦含量、鎳負(fù)載量及催化劑還原溫度對Ni/TiO2-SiO2催化劑結(jié)構(gòu)及MA加氫反應(yīng)性能的影響，發(fā)現(xiàn)具有較好MA加氫反應(yīng)性能的Ni/TiO2-SiO2催化劑應(yīng)同時既具有較小的活性Ni0晶粒以提供較大的鎳活性表面，以便產(chǎn)生較多的吸附解離氫，又具有一定的TiOx來活化C=O鍵。只有當(dāng)鎳活性表面及TiOx物