納米釕催化劑對大豆油加氫的催化性能研究.pdf

1、油脂工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位，油脂加氫改性在食品工業(yè)中也有著廣泛的應(yīng)用。研究證實，長期食用含有高比例反式脂肪酸油脂會增加人患心臟病、高血壓、高血脂等疾病的幾率，所以油脂加氫催化劑的選擇性越來越受到人們的重視。 本論文制備了不同粒徑大小的Ru納米顆粒，采用不同方法制備的Ru/C納米催化劑和不同Sn含量的Sn/Ru/C納米催化劑。并考察了它們對大豆油加氫反應(yīng)的催化活性和選擇性。結(jié)果如下： (1)對Ru納米顆粒，強還原劑可以

2、在還原反應(yīng)起始階段形成更多的晶核，容易形成小顆粒。甲醇作溶劑得到的Ru顆粒比水作溶劑得到的Ru顆粒更小，這是由于甲醇可以延緩晶核的生長。 隨著顆粒大小的增加，催化劑對大豆油加氫的活性隨比表面積降低而降低，但最小粒徑的催化劑的活性最低，這是因為它容易團聚導(dǎo)致活性迅速下降。反應(yīng)產(chǎn)物中順式產(chǎn)物的含量隨著催化劑粒徑的增大而增大，其中粒徑最小但是活性最低的催化劑雖然由于顆粒團聚導(dǎo)致加氫活性下降，但是異構(gòu)化活性依然很高。 顆粒比較大

3、的催化劑由于比表面積較小，活性位較少，相對粒徑小的納米催化劑，表面吸附的C=C雙鍵比較少，空間位阻效應(yīng)影響較小，不容易發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，所以對順式產(chǎn)物的選擇性更高。團聚使得催化劑表面的加氫活性位減少，但是對異構(gòu)化反應(yīng)的活性位沒有太大影響。 (2)采用乙二醇加熱還原得到的Ru/C催化劑分散度好，顆粒大小分布窄，這是由于乙二醇不僅可以用作還原劑，還起到了保護劑的作用，使得Ru顆粒不易團聚。而且由于乙二醇的還原能力較弱，所以還原過程中Ru

4、顆粒穩(wěn)定增長，并且顆粒大小相近。采用還原能力強的NaBH4還原的催化劑得到的納米顆粒最小，粒徑分布也很窄，但是由于顆粒表面能高，有一部分Ru出現(xiàn)團聚。采用浸漬法制備然后還原的催化劑形成的納米粒徑分布較寬，因為金屬鹽在載體表面分布不均勻，而且高溫下還原形成的Ru原子比常溫還原條件下，在載體表面的遷移速率更快，使得晶核更容易成長。 乙二醇還原的催化劑比表面積大，顆粒分散，所以催化活性最高，對順式產(chǎn)物的選擇性也最高。其他兩種催化劑比表

5、面積較低，而且部分顆粒密集和團聚現(xiàn)象，受到空間位阻效應(yīng)影響較大，所以它們的活性和順式產(chǎn)物選擇性都比較低。 (3)隨著Sn含量的增加，催化劑Sn/Ru/C中形成的Ru顆粒逐漸變大。Sn含量較低時，Sn的加入阻止了Ru的增長，得到的納米顆粒比沒有加Sn的催化劑小。Sn含量增加后，還原后的Sn和Ru一起構(gòu)成納米顆粒，這使得催化劑顆粒增大。 Sn的加入會降低Ru/C催化劑的活性，Sn和Ru混合使暴露在表面的Ru活性位減少，導(dǎo)致反應(yīng)