蒽醌加氢法制取H 2 O 2 催化剂研究进展
发布时间：2022-01-09 20:11
介绍了蒽醌加氢制取H2O2的化学原理,指出活性组分与载体是催化剂的关键组成部分,合理地调控两者的物化性质是有效提升催化剂性能、降低制备成本及提高H2O2生产效率的重要手段。在活性组分上,Pd颗粒的尺寸与分散度密切相关,直接影响催化剂的活性与选择性;引入第二金属能够与Pd发生电子协同效应,可进一步优化催化剂性能。对于载体,主要从孔结构、表面性质、耐烧结性及微观结构4个方面进行改性处理,有利于降低反应物在催化剂孔道内的传质阻力,改善反应物在催化剂表面的吸附选择性,增强载体稳定性及提高活性金属的分散度。催化剂的活性组分与载体发生协同效应时才能使催化剂的综合性能得以提升。单原子催化剂是对催化剂性能进行深度调控的一个值得探索的研究方向。
【文章来源】：现代化工. 2020,40(07)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
蒽醌法加氢法合成H2O2的反应路线
Han等[14]分别制备了(100)和(111)晶面暴露的Pd/Al2O3催化剂，并比较了它们在2-乙基蒽醌加氢反应中的催化性能。由于Pd晶粒的(100)晶面具有较高的C=O加氢性能及较低的芳环饱和能力，因此催化剂表现出较高的活性和选择性，在温和的反应条件下氢化效率高达15.0 g/L，选择性达到了99.1%。图2为Pd的晶面优化结构示意图[14]。2.1.4 H2与C=O键的活化
Al2O3载体的孔结构对反应的扩散及催化剂的性能发挥至关重要。Yuan等[17]采用高比表面积介孔Al2O3为载体，将Pd纳米粒子均匀分散于介孔内，则2-乙基蒽醌催化加氢选择性提高50%，活性提高82%。Cai等[18]以异丙醇铝为前驱体，制备了一系列孔结构可控、催化活性增强的Pd/Al2O3催化剂，通过有效地控制载体的织构性质，使催化剂的氢化效率提高37.3%。Hong等[19]采用阳极氧化铝(AAO)为载体制备的Pd/AAO@Al催化剂具有柱状孔排列有序、扩散距离短和约束效应等优点，蒽醌加氢反应活性和选择性较好(图3)。除了上述颗粒状催化剂外，整体式催化剂具有毫米级宏观尺度反应通道，能够强化多相间的传质，有利于进一步提高催化性能。Shi等[20]制备的Pd/Al2O3/堇青石整体式催化剂孔径较大、Pd的穿透深度适宜，Pd的分布与活性位的可接近性达到了较好的平衡，蒽醌氢化效率及转化率分别可以达到10.0g/L、99.1%(图4)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2-Ethyl-9,10-anthraquinone assisted sol–gel synthesis of Pd/γ-Al2O3 nanorods with enhanced catalytic performance in 2-ethyl-9,10-anthraquinone hydrogenation[J]. Weiquan Cai,Junlin Zhuo,Jimin Fang,Zhichao Yang. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(08)
[2]微波辅助制备Ni-W-P/γ-Al2O3煤焦油加氢催化剂[J]. 周秋成. 工业催化. 2019(04)
[3]脉冲电磁场辅助浸渍法制备CoMo/γ-Al2O3加氢脱硫催化剂[J]. 彭淑静,王建中,唐立丹,唐克. 燃料化学学报. 2018(12)
[4]一锅水热-浸渍法制备Pd-Fe/SiO2催化剂及其蒽醌加氢性能增强[J]. 卓俊琳,蔡卫权,罗晓雷. 化工进展. 2016(12)
[5]Effects of porous oxide layer on performance of Pd-based monolithic catalysts for 2-ethylanthraquinone hydrogenation[J]. Xin Shi,Enxian Yuan,Guozhu Liu,Li Wang. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(11)
[6]蒽醌法流化床与固定床的发展趋势[J]. 王伟建,潘智勇,李文林,郑博,宗保宁. 化工进展. 2016(06)
[7]浆态床过氧化氢生产技术[J]. 潘智勇,高国华,杨克勇,宗保宁. 中国科学:化学. 2015(05)
[8]添加ZrO2的Pd/Al2O3催化剂及其催化蒽醌加氢性能[J]. 王丰,徐贤伦. 化工进展. 2012(01)
[9]超声浸渍法制备Pd/Al2O3催化剂及其催化蒽醌加氢性能[J]. 杨永辉,林彦军,冯俊婷,David G.Evans,李殿卿. 催化学报. 2006(04)
[10]La2O3对Pd/Al2O3催化蒽醌氢化制H2O2性能的影响[J]. 王榕,林墀昌,毛树禄,陈天文,林建新. 催化学报. 2005(04)
本文编号：3579366
【文章来源】：现代化工. 2020,40(07)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
蒽醌法加氢法合成H2O2的反应路线
Han等[14]分别制备了(100)和(111)晶面暴露的Pd/Al2O3催化剂，并比较了它们在2-乙基蒽醌加氢反应中的催化性能。由于Pd晶粒的(100)晶面具有较高的C=O加氢性能及较低的芳环饱和能力，因此催化剂表现出较高的活性和选择性，在温和的反应条件下氢化效率高达15.0 g/L，选择性达到了99.1%。图2为Pd的晶面优化结构示意图[14]。2.1.4 H2与C=O键的活化
Al2O3载体的孔结构对反应的扩散及催化剂的性能发挥至关重要。Yuan等[17]采用高比表面积介孔Al2O3为载体，将Pd纳米粒子均匀分散于介孔内，则2-乙基蒽醌催化加氢选择性提高50%，活性提高82%。Cai等[18]以异丙醇铝为前驱体，制备了一系列孔结构可控、催化活性增强的Pd/Al2O3催化剂，通过有效地控制载体的织构性质，使催化剂的氢化效率提高37.3%。Hong等[19]采用阳极氧化铝(AAO)为载体制备的Pd/AAO@Al催化剂具有柱状孔排列有序、扩散距离短和约束效应等优点，蒽醌加氢反应活性和选择性较好(图3)。除了上述颗粒状催化剂外，整体式催化剂具有毫米级宏观尺度反应通道，能够强化多相间的传质，有利于进一步提高催化性能。Shi等[20]制备的Pd/Al2O3/堇青石整体式催化剂孔径较大、Pd的穿透深度适宜，Pd的分布与活性位的可接近性达到了较好的平衡，蒽醌氢化效率及转化率分别可以达到10.0g/L、99.1%(图4)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2-Ethyl-9,10-anthraquinone assisted sol–gel synthesis of Pd/γ-Al2O3 nanorods with enhanced catalytic performance in 2-ethyl-9,10-anthraquinone hydrogenation[J]. Weiquan Cai,Junlin Zhuo,Jimin Fang,Zhichao Yang. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(08)
[2]微波辅助制备Ni-W-P/γ-Al2O3煤焦油加氢催化剂[J]. 周秋成. 工业催化. 2019(04)
[3]脉冲电磁场辅助浸渍法制备CoMo/γ-Al2O3加氢脱硫催化剂[J]. 彭淑静,王建中,唐立丹,唐克. 燃料化学学报. 2018(12)
[4]一锅水热-浸渍法制备Pd-Fe/SiO2催化剂及其蒽醌加氢性能增强[J]. 卓俊琳,蔡卫权,罗晓雷. 化工进展. 2016(12)
[5]Effects of porous oxide layer on performance of Pd-based monolithic catalysts for 2-ethylanthraquinone hydrogenation[J]. Xin Shi,Enxian Yuan,Guozhu Liu,Li Wang. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(11)
[6]蒽醌法流化床与固定床的发展趋势[J]. 王伟建,潘智勇,李文林,郑博,宗保宁. 化工进展. 2016(06)
[7]浆态床过氧化氢生产技术[J]. 潘智勇,高国华,杨克勇,宗保宁. 中国科学:化学. 2015(05)
[8]添加ZrO2的Pd/Al2O3催化剂及其催化蒽醌加氢性能[J]. 王丰,徐贤伦. 化工进展. 2012(01)
[9]超声浸渍法制备Pd/Al2O3催化剂及其催化蒽醌加氢性能[J]. 杨永辉,林彦军,冯俊婷,David G.Evans,李殿卿. 催化学报. 2006(04)
[10]La2O3对Pd/Al2O3催化蒽醌氢化制H2O2性能的影响[J]. 王榕,林墀昌,毛树禄,陈天文,林建新. 催化学报. 2005(04)
本文编号：3579366
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