H2O2生产用负载型铂催化剂的制备及性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 朱向学 |
| 学位类别 | 理学硕士 |
| 答辩日期 | 2002-06-07 |
| 授予单位 | 中国科学院兰州化学物理研究所 |
| 导师 | 徐贤伦 |
| 关键词 | 蒽醌法 过氧化氢 Pt催化剂 加氢 Anthraquinone Method Hydrogen Peroxide Pt catalyst Hydrogenation |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 蒽醌法是目前最主要的H2O2生产方法，蒽醌催化加氢是其中最关键的步骤。钯催化剂以其良好的活性和选择性在H2O2生产工业中获得了广泛的应用。本文在总结蒽醌加氢催化剂体系的基础上，结合近年来国际上钯的价格起伏较大并曾一度远超过价格相对平稳的Pt的价格的实际情况，首次尝试将Pt催化剂用于蒽醒加氢反应，并取得了良好的效果。 在对Pt催化剂的制备化学的考察中发现：Pt有着较好的蒽醌加氢活性，且活性随着Pt含量的增加而升高；Pt在催化剂上的特定分布对其活性和稳定性有着较大的影响，加入载体量0.2～0.5wt％的竞争吸附剂柠檬酸控制Pt呈厚壳型分布的催化剂具有最佳的性能；在1223K下预处理的Al2O3所负载的催化剂具有最适于蒽醌加氢反应的比表面和孔结构，具有最佳的反应性能；首次将Al2O3-TiO2复合氧化物载体担载的Pt催化剂用于蒽醌加氢反应中，并发现Al2O3-TiO2（含TiO2wt20％）担载的催化剂显示出更好的加氢性能；首次将预处理过的海泡石作为载体用于蒽醌加氢催化剂中并取得了一些有意义的结果；在Al2O3-TiO2（20％）中引入适量Mg可明显提高催化剂选择性，0.6wt％Mg可使其选择性～100%。 碱金属、碱土金属助剂对催化剂上Pt的分散度有明显的改善，且助剂与主活性组分间存在电子效应，使催化剂的活性和选择性得以提高。以KNO3为助剂前体时，助剂K的最佳添加量为0.2～0.6wt％。过渡金属Ni对Pt催化剂的活性有一定程度的提高，而Cu、Fe、Co的引入对催化剂性能的改善不明显。首次将稀土金属助剂La、Ce引入蒽醌加氢催化剂，并发现La、Ce的添加可以提高催化剂上Pt分散度，并表现出给电子效应，提高了Pt催化剂的性能。 对催化剂制备条件的研究表明：浸渍液pH值在4.0以下时，pH值对催化剂的性能影响不大，而浸渍液pH在4.5以上时，催化剂的活性随着pH的增大而下降；随着浸渍时间的延长，催化剂的活性组分进入载体的深度愈深，其中浸渍时间在5h时，所制备的催化剂同时具有较好的活性和稳定性，可加入适量竞争吸附剂缩短浸渍时间；催化剂最佳的焙烧温度为773 K；在不同的还原剂中，用H2还原的催化剂具有最好的活性，较佳的还原温度范围为573一773 K。 Pt催化剂用于蒽醌加氢反应的条件实验发现：催化剂活性随着反应温度的升高而升高，而选择性则随着反应温度的升高而降低，最佳的反应温度为318～328 K。随着反应压力的增加催化剂的活性有所提高，但压力过高会使催化剂的选择性略有下降，较适宜的反应压力范围为0.2～0.4 MPa。催化剂的活性随着工作液空速的增大而减小，而其选择性却随着工作液空速的增大而增大，较佳的反应空速范围为11.4～14.3 h-1。利用以磷酸三辛酯＋重芳烃为溶剂系统的工作液，在其它条件相同的情况下，催化剂的氢化效率平均要比使用氢化萜松醇＋重芳烃的工作液的活性高出1.5～2 g/l。 工作液中含少量H2O2时对催化剂活性影响不大，反而还可使催化剂保持较好的稳定性，而其浓度较高时，催化剂的活性会有明显降低；工作液中的降解产物对催化剂性能有较大影响，可使催化剂暂时性中毒。在反应管催化剂的前端装填一定量的碱性Al2O3支撑物，可降低H2O2和降解产物对催化剂活性的影响，提高催化剂的稳定性。 在催化剂500 h的稳定性考察中Pt催化剂显示出了良好的活性和稳定性，具有良好的工业应用前景。失活后的催化剂进行再生后其性能接近新鲜催化剂的性能，可在工业装置中反复再生使用。 |
| 学科主题 | 多相催化 |
| 公开日期 | 2014-04-15 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/5504]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_绿色化学研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱向学. H2O2生产用负载型铂催化剂的制备及性能研究[D]. 中国科学院兰州化学物理研究所. 2002. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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