ZnSO4和La2O3作共修饰剂单金属Ru催化剂上苯选择加氢制环己烯.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)1332Acta．一Chim．Sin．2014，30(7)，1332-1340July[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201405072www．whxb．pku．edu．cnZnSO4和La2O3作共修饰剂单金属Ru催化剂上苯选择加氢制环己烯孙海杰李永宇李帅辉’张元馨’刘寿长’刘仲毅任保增。(郑州大学化学与分子工程学院，郑州450001；郑州师范学院化学系环境-5催化X-程研究所，郑州450044；郑州大学化工与能源学院，郑州45o0

2、o1)摘要：用沉淀法制备了单金属纳米Ru(0)催化剂，考察了ZnSO和LaO。作共修饰剂对该催化剂催化苯选择加氢制环己烯性能的影响，并用X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、透射电镜(TEM)和N物理吸附等手段对加氢前后催化剂进行了表征．结果表明，在ZnSO存在下，随着添加碱性LaO。量的增加，ZnSO水解生成的(Zn(OH))3(ZnSO)(HO)(x=l，3)盐量增加，催化剂活性单调降低，环己烯选择性单调升高．当LaO。／Ru物质的量比为0．

3、075时，Ru催化剂上苯转化率为77．6％，环己烯选择性和收率分别为75．2％和58．4％．且该催化体系具有良好的重复使用性能．传质计算结果表明，苯、环己烯和氢气的液-固扩散限制和孔内扩散限制都可忽略．因此，高环己烯选择性和收率的获得不能简单归结为物理效应，而与催化剂的结构和催化体系密切相关．根据实验结果，我们推测在化学吸附有(Zn(OH))3(ZnSO)(HO)(x=1，3)盐的Ru(0)催化剂有两种活化苯的活性位：Ru。和Zn．因为Zn将部分电子转移给了Ru．Zn活化苯的能力比Ru。弱．同时由于Ru和Z

4、n的原子半径接近，Zn可以覆盖一部分Ru。活性位，导致解离H：的Ru。活性位减少．这导致了Zn上活化的苯只能加氢生成环己烯和Ru(0)催化剂活性的降低．本文利用双活性位模型来解释Ru基催化剂上的苯加氢反应，并用H0cke1分子轨道理论说明了该模型的合理性．关键词：苯：选择加氢：环己烯：钌：锌：镧中图分类号：0643ZnSO4andLazO3asCo—ModifieroftheMonoclinicRuCatalystforSelectiveHydrogenatiOnofBenzenetoCyclohexene

5、SUNHai—Jie’'LIYong—YuLIShuai—HuiZHANGYuan-Xin’LIUShou—Chang’LIUZhong—Yi’’RENBao—Zeng。rCollegeofChemistryandMolecularEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001，R．China；~InstituteofEnvironmentalandCatalyticEngineering,DepartmentofChemistry,ZhengzhouNorm

6、alUniversity,Zhengzhou450044,R．China；SchoolofChemicalEngineeringandEnergy,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001，R．China1Abstract：Anano-scalemonometallicRu(0)catalystwaspreparedbythepredpitationmethod，andtheefectofusingZnSO4andLa2O3asco．modifiersontheperforma

7、nceofthecatalystforselectivehydrOgenatiOnOfbenzenetocyclohexenewasinvestigated．ThecatalystsbeforeandafterhydrogenationwerecharacterizedbyX-raydiffraction(XRD)，X-rayfluorescence(XRF)，X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)，Augerelectronspectroscopy(AES)，transmi

8、ssionelectronmicroscopy(TEM)，andN2-physisorption．ItwasfoundthatincreasingtheamountofalkalineLa2O3increasedtheamountofthe((Zn(OH)2)3(ZnSO4)(H2O)(x=l，3)saltformedbythehydrolysisofZnSO4。whichresultedinagraduaIde