稀土氧化物掺杂对so42-／zr02／A1203催化剂催化性能的影响.pdf

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1、万方数据第27卷第2期中国稀土学报2009年4月VoL27No．2JOU脯ALOFTHECHINESERAREEARTHSOClETYADr．2009稀土氧化物掺杂对so三一／zr02／A1203催化剂催化性能的影响王鹏，李凝‘，林连义，黄燕华(桂林工学院材料与化学工程系，广西桂林541004)摘要：采用浸渍渤【淀法在具有较大比表面积的A1203上直接合成纳米zr02制备负载型纳米z102／A1203复合载体，并将氧化钪、氧化钕、氧化错等稀土氧化物(RE，o，)分别掺杂到负载型纳米z由2／A1203复

2、合载体中以改善z由2的表面性能。同时以此复合载体负载s0三一制备s嘶。／ItE，o，一z102／A1203催化剂。运用xRD，BET，NH3一口D，原位红外等技术与方法对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、酸中心种类等进行表征，并以a一蒎烯异构化反应为探针考察了催化剂的催化性能。结果表明，掺杂的稀土氧化物没有改变zm：的晶相结构，但zr02粒度有所减小，催化剂的比表面积增加，同时稀土氧化物的存在还会改变催化剂表面s嘎。的配位方式，提高表面酸中心数和酸强度，增强催化剂的活性。催化剂的孔结构对选择性有较

3、大的影响。关键词：稀土掺杂；仅．蒎烯；异构化中图分类号：0163．3文献标识码：A文章编号：1000一4343(2009)02—0213一05仅-蒎烯是松节油中的主要成分，其含量在65％以上。将0【一蒎烯进行氧化、聚合、异构化等一系列化学处理，可开发出附加价值高的精细化工产品或化工中间体。其中o【一蒎烯异构化是松节油深加工应用的一条有益的途径，但制约仅一蒎烯异构化反应工业化的主要障碍是异构化催化剂。目前研究比较多的是沸石型分子筛、so；一／M，o。型固体酸及杂多酸催化剂，这些催化剂虽然具有一定催化活性

4、，但异构化产物分布较多，分离比较困难，主要的异构化产物是莰烯，组成在35％一45％¨qJ。sO：一／z向：固体酸催化剂，在d．蒎烯异构化反应中，虽然表现出较好的催化活性【4'51，但so；一／zm：的比表面积、表面的酸中心数和孔径较小，影响了催化剂的活性和选择性。文献[6～10]的研究结果表明，将Mn，Fe，Al等金属氧化物掺杂到so；一／z曲：催化剂中，对so；一／zm：催化剂的活性有着明显的促进作用。同时文献[11一13]研究发现，掺杂稀土氧化物能显著提高so：一／z曲：．sio：和sO；一／zm

5、：-m203催化剂的催化活性与稳定性。本文采用浸渍一沉淀法在具有较大比表面的灿：O，上直接合成纳米z幻：制备负载型纳米zm：／灿：O，复合载体，将z而：制成纳米材料并负载在Al：O，表面，既提高催化剂的比表面积，又能有效利用Al：O，合适在孔径分布，并用氧化钪、氧化钕、氧化镨等稀土氧化物掺杂到z国：／AJ：O，复合载体中，对催化剂的表面性能与结构进行修饰。以此复合载体负载so；一制备so：一／RE；o，-zm：／m：O，催化剂应用于d一蒎烯异构化反应。同时运用xRD、BET、NH，一Ⅱ)D、原位红外等

6、技术或方法对催化剂中的zm：的晶相结构、催化剂的比表面积、孔径分布和酸中心种类等进行表征。1实验1．1催化剂的制备1．1．1灿20，载体的制备称取50g的硝酸铝溶于少量去离子水中，加入5g聚乙二醇(PEG-2000)为扩孔剂，搅拌均匀后加入10％氨水，调节pH值至10～11。90℃密闭陈化18h，120℃干燥5h。于马弗炉中650℃焙烧4h，得灿：O，载体。1．1．2RE；O，一z雨2／舢203复合载体的制备按氧化锆与稀土氧化物的质量比为1：0．03分别配制氧氯化锆与稀土硝酸盐(硝酸钪、硝酸钇、硝酸铈

7、、硝酸镨、硝酸钕)的混合溶液。向混合溶液中加入Al：03载体，搅拌6h后，滴加10％氨水，调至pH收稿日期：2008一05一15；修订日期：2008一07一17基金项目：广西科学基金项目(桂科自0728217)；广西科学研究与技术开发计划项目(桂科攻嘶30004·lD)作者简介：王鹏(198l一)，男，辽宁丹东人，硕士研究生；研究方向：催化材料与多相催化}通讯联系人(E—n埔jl：lini“g@glite．edu．cn)万方数据214中国稀土学报27卷=lO一11时，停止滴加氨水，常温陈化24h后，抽

8、滤并用去离子水洗涤除去Cl’(用硝酸银溶液检验)。用微波进行干燥后，于马弗炉中600℃焙烧4h。并将分别标记为sc．zA，Y-zA，ce—zA，Pr-ZA。Nd—ZA。1．1．3so；一／RE。o，一z雨2／A1203固体酸的制备以1mol·L-1的H2S04浸渍RE；O，一z向2／A1203复合载体24h，过滤除去过量的H：SO。溶液，微波干燥，于马弗炉中500℃焙烧3h，得so：一／RE；o，一Z向2／A1203催化剂。1．2催化剂表征x射线衍射(x