硅和磷及钙对低金含量乙炔氢氯化非汞催化剂的修饰研究

发布时间：2017-12-22 10:14

  本文关键词：硅和磷及钙对低金含量乙炔氢氯化非汞催化剂的修饰研究　出处：《内蒙古大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：目前,乙炔制备氯乙烯工业生产过程中,主要使用的是含汞催化剂,然而汞的毒性对人类和环境都有严重的危害,因此亟需研究一种环境友好并且对人类危害较小的催化剂替代含汞催化剂。本文选用超声辅助浸渍法制备了 Au/Si-AC、Au/P-AC以及Au-Ca/AC型催化剂,将其用于乙炔与氯化氢制备氯乙烯的催化反应,初步研究了正硅酸四乙酯、磷酸、氯化钙三种物质的添加对低金含量无汞催化剂性能的影响,此外,分别研究了 Si、P和Ca修饰量对低金催化剂催化性能的影响,与此同时采用XRD、BET、SEM、TEM、XPS、H2-TPR以及TG表征。得到下面结果:(1)Au/Si-AC催化剂中通过Si的氧化物修饰的催化剂的XRD与TEM表征实验表明,可以减少Au0相和金纳米粒子团聚。BET表征实验结果表明,8h活性反应活性测试后的硅修饰的Au/Si-AC催化剂的比表面积与反应后单金催化剂相比下降的较少,表明硅修饰的Au/Si-AC催化剂在催化反应过程载体的孔道结构破坏较轻。TG实验分析数据表明硅修饰的Au/Si-AC催化剂可以减少积碳的形成。H2-TPR实验发现修饰后的Au/Si-AC催化剂中Au3+→→Au0的还原温度变为380.4℃,与未修饰的催化剂Au/AC中Au3+→Au0的还原温度363.3℃相比向高温方向移动了 17.1℃;并且发现反应后的硅修饰的Au/Si-AC催化剂中Au3+物种的相对百分比含量为16%,高于反应后的未修饰的Au/AC催化剂中的Au3+物种含量(11%),表明通过Si的氧化物修饰可使得Au/Si-AC催化剂中Au3+更难被还原。(2)磷修饰的Au/P-AC催化剂的1h后乙炔的转化率达到71.4%,选择性高达99%,与未修饰的单金催化剂Au/AC的1h后乙炔的转化率达到47.4%,选择性97.4%,选择性提高1.6%,而转化率相比提高了 26%,并且8h活性反应活性测试后磷修饰的Au/P-AC催化剂中Au3+物种的相对百分比含量为13%,也稍高于反应后的未加修饰的单金Au/AC催化剂中Au3+物种相对含量(11%),说明通过磷的氧化物修饰可以提高Au/AC催化剂的初始活性。TG表征实验数据分析发现,添加磷的氧化物也可以减少积碳的形成。(3)催化剂中添加CaC12形成的Au-CaC12/AC催化剂在8h活性反应活性测试后相比未添加的Au/AC催化剂,催化活性提高了 11%。XRD与TEM表征实验表明,添加CaC12形成的Au-CaC12AC催化剂可以减少Au0相和金纳米粒子团聚。TG实验数据分析发现,添加氯化钙可以减少积碳的形成。BET表征实验结果表明,反应后Au-CaCl2/AC的催化剂的比表面积降的少,这可能是因为添加氯化钙后的催化剂可以减少Au0相和金纳米粒子团聚。XPS实验数据分析发现,反应后的Au-CaCl2/AC催化剂中Au3+物种的相对百分比含量为14%,高于反应后的Au/AC催化剂中的相对含量(11%),表明添加CaC12导致催化剂中Au3+含量增加,从而也可有效地改善C2H2与HC1反应中乙炔的转化率。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ222.423;TQ426

【参考文献】

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本文编号：1319222