Pd含量对催化剂加氢脱氧性能的影响

发布时间：2019-07-30 19:34

【摘要】：采用浸渍法制备了系列不同Pd含量的催化剂,通过XRD、H_2-TPR、BET等分析表征技术和以油酸甲酯为模型化合物的加氢反应体系,考察了Pd含量对催化剂催化加氢脱氧性能和催化加氢饱和性能的影响。结果表明,适量的Pd有助于提高Pd在载体上的分散度,减小其与载体的相互作用强度,从而可提高催化剂的加氢脱氧性能和加氢饱和性能,也可使油酸甲脂的加氢脱氧方式越容易按加氢脱羧或脱羰的方式进行;2%Pd/γ-Al_2O_3催化剂的催化加氢脱氧转化率和加氢饱和转化率均为100%,且加氢脱氧方式完全按加氢脱羧或脱羰方式进行。
【图文】：

Pd含量对催化剂加氢脱氧性能的影响

(U)]/M(T0)×100%，其中M(T0)和M(U)分别为反应前油酸甲酯质量分数和反应后含-C=C-的脂类有机物的质量分数；催化加氢脱氧性能评价：将油酸甲酯的转化效率作为评价催化剂催化加氢脱氧性能的指标，定义CD=[M(T0) M(O)]/M(T0)×100%，其中M(T0)和M(O)分别为油酸甲酯反应前后的质量分数；催化加氢脱氧方式评价：油酸甲酯按加氢脱氧方式脱氧生成C18，按加氢脱羧（或脱羰）方式脱氧生成C17，以C17/C18作为衡量催化剂加氢脱氧方式的主要依据。2结果与讨论2.1催化剂物相结构分析图1为1%~5%Pd/γ-Al2O3催化剂的XRD图谱。由图可见，1%~5%Pd/γ-Al2O3催化剂在2θ=40°左右处有明显的金属Pd（111）晶面特征衍射峰，而在2θ=46°左右处的Pd（200）晶面衍射峰与γ-Al2O3催化剂的46°左右处的衍射峰发生重叠，导致Pd（200）晶面衍射峰不明显。1%~5%Pd/γ-Al2O3催化剂在2θ=46.1°、66.8°处能看到明显的γ-Al2O3特征衍射峰，这说明Pd含量的变化基本不影响载体的晶相[18]。2.2催化剂比表面积、孔容、平均孔径分析表1为不同Pd含量催化剂的比表面积、孔容和平均孔径的对比。由表可见，负载不同含量Pd之后的催化剂相比于空白载体，比表面积、孔容、平均孔径均出现了一定程度的下降，并且随着负载量的增大，比表面积下降越多。这说明活性组分负载量越多，载体图1不同Pd含量催化剂的XRD图谱Fig.1XRDpatternsofcatalystswithdifferentPdcontents2θ/(°)

Pd含量对催化剂加氢脱氧性能的影响

平均孔径Table1Specificsurfacearea,porevolumeandaverageporediameterofcatalystswithdifferentPdcontentsCatalystSurfacearea/m2·g-1Porevolume/cm3·g-1Averageporediameter/nmγ-Al2O3203.580.39293.861%Pd/γ-Al2O3202.890.38503.812%Pd/γ-Al2O3198.390.38383.713%Pd/γ-Al2O3192.410.39203.824%Pd/γ-Al2O3189.850.39103.815%Pd/γ-Al2O3182.540.38793.85孔道被占据越多[19]。2.3催化剂氢气程序升温还原（H2-TPR）分析图2为不同Pd含量催化剂的H2-TPR图谱。由图可见，1%~5%Pd/γ-Al2O3催化剂均在100℃左右出现1个倒峰，，此峰被认为是室温下被还原的PdO吸附H2后的PdHx分解峰[20]；2%~5%Pd/γ-Al2O3催化剂均在150℃左右出现1个耗氢峰，此峰被认为是与载体存在着弱相互作用的PdO（即载体通过物理吸附吸附的PdO）的还原峰；1%~4%Pd/γ-Al2O3催化剂在300~450℃出现各出现了1个耗氢峰，此峰被认为是与载体存在着强相互作用的PdO物种（即载体通过化学吸附吸附的PdO）的还原峰[21]。通过H2-TPR图谱可以发现，随着Pd负载量的减少，300~450℃的耗氢峰不断向高温方向移动，说明随着负载量的减少，PdO-Al2O3的相互作用越来越强。2.4Pd分散度分析表2为采用CO脉冲吸附，半定量计算的Pd在不同含量催化剂上的分散度表征结果。由表可见，不同Pd含量催化剂上Pd的分散度呈现出一定的差异性。1%~4%的Pd催化剂上，Pd分散度随着负载量的增大而增大。结合H2-TPR表征可见，Pd在不同含量催化剂上的分散度与PdO-Al2O3的相互作用存在一定的关联性，图2不同Pd含量催化剂的H2-TPR图谱F
【作者单位】：昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室;昆明贵研催化剂有限责任公司贵金属催化技术与应用国家地方联合工程实验室;云南师范大学;
【基金】：国家自然科学基金(21266032)
【分类号】：V312;O643.36

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