共沸蒸馏法制备Ni/Al 2 O 3 催化剂及其肉桂醛加氢反应性能
发布时间：2021-11-14 06:02
利用共沸蒸馏法制备了金属Ni高度分散的Ni/Al2O3催化剂,并利用X射线粉末衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和全自动比表面积和孔径分析仪（BET）对其进行了一系列表征。实验过程中,选用肉桂醛（CAL）加氢反应来考察该催化剂的催化性能。结果表明,共沸蒸馏法制备出的Ni/Al2O3催化剂较浸渍法而言,其金属Ni的粒径较小且高度分散,同时催化剂对肉桂醛加氢生成3-苯丙醛（HCAL）具有良好的催化效果。在反应温度为150℃、反应压力为2MPa、负载量为15%时,3-苯丙醛的产率高达77.24%。此外,该催化剂在循环使用了5次后3-苯丙醛的产率并未出现明显下降的趋势,通过循环过后的XRD和TEM表征显示其前后的数据并没有发生改变,这说明该催化剂具有良好的循环稳定性。
【文章来源】：化工进展. 2017,36(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
肉桂醛加氢反应过程图
硐殖隽己玫难?肺榷ㄐ浴?1实验部分1.1主要试剂与仪器六水合硝酸镍[Ni(NO3)2·6H2O]、十六烷基三甲基溴化铵（C19H42BrN）、苯（C6H6）、异丙醇铝（C9H21AlO3）、肉桂醛（C9H80）、无水乙醇（C2H6O），均为分析纯。X射线粉末衍射仪(D/max2200PC型，日本理学)，透射电子显微镜(JEM-2100型，日本株式会社)；快速全自动比表面和孔径分析仪(Autosorb-iQ2-MP型，美国康塔仪器公司)；气相色谱仪(XSP-GC950，上海分析仪器厂)。1.2催化剂的制备催化剂的制备过程如图2所示，首先称取0.4328g的Ni(NO3)2·6H2O于三口烧瓶中，再向其中加入8mL水使其溶解。接着，加入0.7800g表面活性剂（C19H42BrN）和70mL的C6H6并加入转子。然后将加入药品的三口烧瓶放入恒温（70℃）油浴锅中，并开启搅拌功能使其一边加热一边搅拌形成油包水的微乳液。搅拌大约6h后，将油浴锅的温度升高到100℃，利用苯和水形成共沸物将先前加入的水慢慢蒸出。大约在搅拌3h后，直至分水器里的苯和水出现明显的分层且上层苯内不再含有水，三口烧瓶里的溶液颜色均一，再向三口烧瓶内加入异丙醇铝（2.3333g）继续加热搅拌。在持续搅拌一段时间后，将三口烧瓶中均一的溶液趁热加入水热釜中，然后将其放入180℃烘箱中保温12h。接着取出水热釜冷却至室温，并将其中的料液倒入烧杯中，在100℃下将苯蒸去。将得到的灰白色固体放入马弗炉550℃煅烧5h除去表面活性剂，最后将所得到的固体研磨在550℃下氢气还原5h即得到最终产物Ni/Al2O3催化剂。图2共沸蒸馏法制备Ni/Al2O3催化剂的示意图1.3肉桂醛加氢反应催化剂的催化性能通过肉桂醛加氢反应来表征。在50mL高压反应釜中，
)、(400)和(440)晶面相对应（JCPDS10-0425）；15%Ni/Al2O3样品分别在2θ为44.4°、51.8°、76.3°出峰，这与Ni的(111)、(200)、(220)晶面相对应(JCPDS65-2865)，由于该样品中的Al2O3为无定形氧化铝所以图谱中未出现γ-Al2O3的特征峰；而15%Ni/γ-Al2O3样品由于是利用浸渍法制备出来的，所以图谱中既出现γ-Al2O3的特征峰也会有金属Ni的特征峰。图3γ-Al2O3、15%Ni/Al2O3和15%Ni/γ-Al2O3样品的XRD2.1.2不同负载量的Ni/Al2O3催化剂的XRD表征图4是利用共沸蒸馏法制备的不同负载量催化剂的XRD图。从图4中可以看出，在负载量为5%时，所制备出的催化剂样品XRD图谱中既出现了γ-Al2O3的特征峰也出现了金属Ni的特征峰，说明此时所制备出的催化剂为γ-Al2O3负载的金属Ni催化剂。而Ni的负载量在10%、15%和20%时γ-Al2O3的特征峰逐渐消失，只出现金属Ni的特征峰，这是由于共沸蒸馏法是在原位的基础上制备出的Ni/Al2O3催化剂，随着负载量的增加，导致了Al2O3的结晶度降低从而在高负载量时不出现γ-Al2O3的特征峰。同时，该现象也很好地解释了在图3中利用共沸蒸馏法所制备的催化剂样品XRD谱图上不出现γ-Al2O3的特征峰，而利用浸渍法所制备的催图4共沸蒸馏法制备的不同负载量催化剂的XRD化剂样品的XRD图谱中出现γ-Al2O3特征峰的原因。2.2不同方法制备催化剂的TEM表征图5是共沸蒸馏法制备的5%Ni/γ-Al2O3样品的TEM[图5(a)、(b)]、15%Ni/Al2O3样品的TEM[图5(c)、(d)]和粒径分布图5(e)以及浸渍法制备的15%Ni/γ-Al2O3样品的TEM[图5(f)、(g)]。对比5%Ni/γ-Al2O3样?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni-Co-B非晶态合金催化肉桂醛常压加氢制3-苯丙醛的研究[J]. 李辉,马春景,李和兴. 化学学报. 2006(19)
[2]负载Pt催化剂在卤代硝基苯氢化反应中的催化性能研究[J]. 韩晓祥,周仁贤,郑小明. 复旦学报(自然科学版). 2003(03)
本文编号：3494094
【文章来源】：化工进展. 2017,36(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
肉桂醛加氢反应过程图
硐殖隽己玫难?肺榷ㄐ浴?1实验部分1.1主要试剂与仪器六水合硝酸镍[Ni(NO3)2·6H2O]、十六烷基三甲基溴化铵（C19H42BrN）、苯（C6H6）、异丙醇铝（C9H21AlO3）、肉桂醛（C9H80）、无水乙醇（C2H6O），均为分析纯。X射线粉末衍射仪(D/max2200PC型，日本理学)，透射电子显微镜(JEM-2100型，日本株式会社)；快速全自动比表面和孔径分析仪(Autosorb-iQ2-MP型，美国康塔仪器公司)；气相色谱仪(XSP-GC950，上海分析仪器厂)。1.2催化剂的制备催化剂的制备过程如图2所示，首先称取0.4328g的Ni(NO3)2·6H2O于三口烧瓶中，再向其中加入8mL水使其溶解。接着，加入0.7800g表面活性剂（C19H42BrN）和70mL的C6H6并加入转子。然后将加入药品的三口烧瓶放入恒温（70℃）油浴锅中，并开启搅拌功能使其一边加热一边搅拌形成油包水的微乳液。搅拌大约6h后，将油浴锅的温度升高到100℃，利用苯和水形成共沸物将先前加入的水慢慢蒸出。大约在搅拌3h后，直至分水器里的苯和水出现明显的分层且上层苯内不再含有水，三口烧瓶里的溶液颜色均一，再向三口烧瓶内加入异丙醇铝（2.3333g）继续加热搅拌。在持续搅拌一段时间后，将三口烧瓶中均一的溶液趁热加入水热釜中，然后将其放入180℃烘箱中保温12h。接着取出水热釜冷却至室温，并将其中的料液倒入烧杯中，在100℃下将苯蒸去。将得到的灰白色固体放入马弗炉550℃煅烧5h除去表面活性剂，最后将所得到的固体研磨在550℃下氢气还原5h即得到最终产物Ni/Al2O3催化剂。图2共沸蒸馏法制备Ni/Al2O3催化剂的示意图1.3肉桂醛加氢反应催化剂的催化性能通过肉桂醛加氢反应来表征。在50mL高压反应釜中，
)、(400)和(440)晶面相对应（JCPDS10-0425）；15%Ni/Al2O3样品分别在2θ为44.4°、51.8°、76.3°出峰，这与Ni的(111)、(200)、(220)晶面相对应(JCPDS65-2865)，由于该样品中的Al2O3为无定形氧化铝所以图谱中未出现γ-Al2O3的特征峰；而15%Ni/γ-Al2O3样品由于是利用浸渍法制备出来的，所以图谱中既出现γ-Al2O3的特征峰也会有金属Ni的特征峰。图3γ-Al2O3、15%Ni/Al2O3和15%Ni/γ-Al2O3样品的XRD2.1.2不同负载量的Ni/Al2O3催化剂的XRD表征图4是利用共沸蒸馏法制备的不同负载量催化剂的XRD图。从图4中可以看出，在负载量为5%时，所制备出的催化剂样品XRD图谱中既出现了γ-Al2O3的特征峰也出现了金属Ni的特征峰，说明此时所制备出的催化剂为γ-Al2O3负载的金属Ni催化剂。而Ni的负载量在10%、15%和20%时γ-Al2O3的特征峰逐渐消失，只出现金属Ni的特征峰，这是由于共沸蒸馏法是在原位的基础上制备出的Ni/Al2O3催化剂，随着负载量的增加，导致了Al2O3的结晶度降低从而在高负载量时不出现γ-Al2O3的特征峰。同时，该现象也很好地解释了在图3中利用共沸蒸馏法所制备的催化剂样品XRD谱图上不出现γ-Al2O3的特征峰，而利用浸渍法所制备的催图4共沸蒸馏法制备的不同负载量催化剂的XRD化剂样品的XRD图谱中出现γ-Al2O3特征峰的原因。2.2不同方法制备催化剂的TEM表征图5是共沸蒸馏法制备的5%Ni/γ-Al2O3样品的TEM[图5(a)、(b)]、15%Ni/Al2O3样品的TEM[图5(c)、(d)]和粒径分布图5(e)以及浸渍法制备的15%Ni/γ-Al2O3样品的TEM[图5(f)、(g)]。对比5%Ni/γ-Al2O3样?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni-Co-B非晶态合金催化肉桂醛常压加氢制3-苯丙醛的研究[J]. 李辉,马春景,李和兴. 化学学报. 2006(19)
[2]负载Pt催化剂在卤代硝基苯氢化反应中的催化性能研究[J]. 韩晓祥,周仁贤,郑小明. 复旦学报(自然科学版). 2003(03)
本文编号：3494094
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