用于乙炔选择加氢的Pd基催化剂的制备和性能研究

发布时间：2017-12-19 08:10

  本文关键词：用于乙炔选择加氢的Pd基催化剂的制备和性能研究

  更多相关文章： 乙炔加氢 Pd催化剂 氧化石墨 活性炭 X射线光电子能谱 Ga_2O_3

【摘要】：乙炔加氢作为乙烯工业中的重要反应,可以除去乙烯中混有的微量乙炔,防止聚烯烃生产中的催化剂中毒失活。相对于非Pd基催化剂,负载型Pd催化剂在乙炔选择加氢中表现出优异的催化性能,因而应用较为广泛,但其催化活性和选择性还有待提高。载体和助剂作为负载型催化剂的重要组成部分,对催化剂性能具有显著的影响。碳载体以其独特的物理和化学性质赢得了研究者的关注。本文采用溶胶法制备了尺寸均一的钯纳米粒子,然后又通过沉淀-沉积法制备了不同Ga2O3含量的Ga2O3/Pd/AC催化剂,重点考察碳材料载体的性质以及助剂的用量对Pd/C负载型催化剂反应性能的影响。主要的研究结果如下:(1)以活性炭(AC),氧化石墨烯(GO),还原氧化石墨烯(RGO)为载体,制备PdNPs粒径相似的三种Pd/C催化剂,并将它们用于乙炔选择加氢反应。测试结果表明,载体的性质在乙炔加氢反应中发挥了重要的作用,与Pd/GO200和Pd/RGO相比,Pd/AC催化剂对乙炔加氢反应表现出较高的催化活性和选择性。结合TEM,XRD,XPS等表征,我们对其催化性能进行了分析。XPS结果表明,三种催化剂中Pd 3d5/2的结合能大小明显不同,相对于Pd/GO200和Pd/RGO,催化性能最好的Pd/AC催化剂中金属钯的3d5/2结合能最高。因此,我们认为Pd/C催化剂的活性和选择性的不同可能与由金属与载体之间的相互作用引起的PdNPs的化学状态的变化有关。(2)从同一碳载体出发,利用氢氧化钠以及热处理对碳材料表面进行修饰,然后分别制备金属担载量为1wt%的Pd/AC催化剂。结果表明,对活性炭载体进行修饰确实会影响Pd/AC催化剂对乙炔选择加氢反应的催化性能。活性炭热处理后,Pd/AC催化性能略微提高,而氢氧化钠处理则会使Pd/AC的催化性能降低。结合XPS表征结果,我们认为Pd/AC-12h较差的催化性能主要归因于Pd与载体间的弱相互作用。(3)以活性炭作为载体,采用溶胶法制备了 Pd/AC催化剂(Pd担载量为1wt%),然后用沉淀沉积法制备了不同Ga2O3含量的Ga2O3/Pd/AC催化剂。通过对比不同Ga2O3含量的Ga2O3/Pd/AC催化剂对应的乙炔转化率和乙烯选择性我们发现Ga2O3的加入有利于Pd/AC反应活性和选择性的提高,并且随着催化剂中Ga2O3含量的提高,催化活性呈现火山型曲线,当催化剂中Ga2O3的含量为1wt%时,对乙炔加氢反应的催化性能最好。结合催化剂的HRTEM,XPS和H2-TPR表征结果,我们认为,催化剂的催化性能与Pd-Ga合金的浓度密切相关。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 Alan J.McCue;James A.Anderson;;Recent advances in selective acetylene hydrogenation using palladium containing catalysts[J];Frontiers of Chemical Science and Engineering;2015年02期

2 Yi-Si Feng;Jian Hao;Wei-Wei Liu;Yun-Jin Yao;Yue Cheng;Hua-Jian Xu;;Characterization and reactivity of γ-Al_2O_3 supported Pd Ni bimetallic nanocatalysts for selective hydrogenation of cyclopentadiene[J];Chinese Chemical Letters;2015年06期

3 Jia Zhao;Lei Ma;Xiao-Liang Xu;Feng Feng;Xiao-Nian Li;;Synthesis of carbon-supported Pd/SnO_2 catalyst for highly selective hydrogenation of 2,4-difluoronitrobenzene[J];Chinese Chemical Letters;2014年08期

4 GREER Heather F;于丰娇;周午纵;;非传统晶体生长的早期观察[J];中国科学:化学;2012年01期

5 李朝晖;戴伟;傅吉全;刘海江;卫国宾;;微乳液法制备纳米Ni-Cu/Al_2O_3碳二选择加氢催化剂及其性能[J];石油化工;2009年07期

6 杨万才;李悦;;含Pd类水滑石催化剂的活性研究[J];辽宁化工;2008年02期

7 顾虹;许波连;周静;李远志;范以宁;;负载型Pd/TiO_2和Pd-Ag/TiO_2催化剂的乙炔选择性加氢催化性能[J];物理化学学报;2006年06期

8 徐春蕾;董家，

本文编号：1307488