負(fù)載型鈀炭脫氯催化劑制備過(guò)程研究.pdf

1、活性炭作為催化劑載體，除了具有價(jià)格低廉、性質(zhì)穩(wěn)定、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附性能強(qiáng)等一系列特點(diǎn)之外，還有一個(gè)突出的特點(diǎn)就是活性炭材料能夠通過(guò)物理或化學(xué)手段改變其表面的物理和化學(xué)性質(zhì)，具有極強(qiáng)的可塑性。對(duì)活性炭載體進(jìn)行預(yù)處理的作用，除了在一定程度上改變了活性炭的比表面和孔結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)之外，最大的作用是在活性炭表面引入了有利于把前驅(qū)體吸附的功能性離子或基團(tuán)?；钚蕴款A(yù)處理，是在活性炭表面引入了各種類型的酸性基團(tuán)：而對(duì)于濕法非氧化性預(yù)處理

2、，是在活性炭表面引入了處理劑自身的部分離子或基團(tuán)。這些功能性離子或基團(tuán)與貴金屬離子的相互作用直接受功能性離子或基團(tuán)的種類和濃度的影響，最終決定了金屬鈀在活性炭表面的分散狀態(tài)。因此，對(duì)預(yù)處理試劑和預(yù)處理?xiàng)l件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)控，可以在活性炭表面引入合適的功能性離子或基團(tuán)，從而制備高分散的活性炭負(fù)載鈀催化劑。 本文對(duì)Pd/C催化劑，活性炭載體進(jìn)行了表征，比如比表面積和孔容。并在此基礎(chǔ)上對(duì)表征數(shù)據(jù)進(jìn)行了討論。通過(guò)對(duì)催化劑進(jìn)行掃描電子顯微鏡和

3、能譜(SEM和EDS)等方法聯(lián)用分析，發(fā)現(xiàn)用氧化負(fù)載法能夠更好的使催化劑的活性組分均勻的分布在載體上，有利于提高催化劑的活性。一定濃度的硝酸為介質(zhì)，采用超聲波處理活性炭載體時(shí)，超聲空化作用會(huì)導(dǎo)致活性炭中孔孔容增加，載體pH值降低，灰分降低，有利于Pd/C催化劑活性的提高。通過(guò)采用H2O2、鹽酸、硝酸和超聲波處理等手段對(duì)活性炭載體進(jìn)行前處理，最佳制備工藝為PdCl2的濃度0.5wt％；浸漬時(shí)間為8h；甲醛用量是1.5mL；浸漬pH值為7.

4、5。做了不同時(shí)間下的超聲處理，其中10min超聲處理的活性碳作為載體制備的Pd/C催化劑，顯示了最高的催化活性，適當(dāng)?shù)某曌饔?，可以大大減少活性炭表面與其內(nèi)部的灰分含量，減少表面不穩(wěn)定的含氧基團(tuán)，并保持活性炭中孔結(jié)構(gòu)不變，從而有利于Pd的負(fù)載和分散，從而提高鈀炭催化劑的活性。制得催化劑樣品的比表面積、孔容分別為1356.75m2/g和0.7068mL/g。 本論文還系統(tǒng)研究了在265℃～285℃、1～7MPa左右的反應(yīng)壓力下的(

5、Pd/C)(Pd含量為0.5％(質(zhì)量百分比)催化劑用于對(duì)苯二甲酸加氧精制反應(yīng)的速率常數(shù)規(guī)律。假定該反應(yīng)為擬一級(jí)反應(yīng)，在該反應(yīng)溫度下建立了反應(yīng)速率方程，證明了在265～285℃時(shí)對(duì)苯二甲加氫，陔反應(yīng)對(duì)該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)k與T的關(guān)系符合k=A×exp(—E/RT)方程式的反應(yīng)溫度下的反應(yīng)規(guī)律，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較表明已經(jīng)得到的宏觀動(dòng)力學(xué)方程的估算是準(zhǔn)確的。研究了在100～170℃溫度下、1～5MPa反應(yīng)壓力和不同催化劑用量下2，5-二