前驱体干燥法对非晶态Ni-Bγ-Al2O3催化剂性能的影响.pdf

《前驱体干燥法对非晶态Ni-Bγ-Al2O3催化剂性能的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、Vol.22高等学校化学学报No.62001年6月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES1022~1024[研究简报]前驱体干燥法对非晶态Ni-B/Y-Al03催化剂性能的影响李江乔明华邓景发(复旦大学化学系上海200433)关键词Ni-B/7-Al催化剂;非晶态合金;苯加氢;分散度2O3中图分类号O643.1文献标识码A文章编号0251-0790(2001)06-1022-03将非晶态合金负载于大比表面积多孔氧化物载体上既可保留非晶态合金特有的结构和性质又能降低非晶态合金粒子的表面能提高催化剂的热稳定性[1~6].迄今为止绝大多数负载型非

2、晶态催化剂的前驱体均以盐溶液浸渍载体后于110C一步烘干获得.但用该法制得的前驱体经还原后的活性比表面积和活性组分的分散度较低导致催化剂的效率不高.本文设计了两步干燥法制得的负载型非晶态Ni-B/7-Al催化剂用于液相苯加氢制备环己烷.结果表明两步干燥法提高了载体表面非晶态2O3活性组分的分散度.与传统的一步干燥法制备的催化剂相比催化剂的热稳定性及其在苯加氢反应中的催化活性大大提高.1实验部分1.1仪器与试剂Jarrell-ASScan2000型等离子体光谱仪;SiemenSD8型X射线粉末衍射仪;JEOLJSM-840型扫描电镜;Dupont9900型热分析仪;Micro

3、meriticSTPD/TPR2900型吸附仪.所有试剂均为分析纯.21.2实验方法将1g7-Al2O3(SBET=192m/g)浸渍适量NiCl2溶液后先在70C油浴中搅拌下缓慢蒸干然后于110C烘干除去残余水分冷却后在冰水浴中缓慢滴加KBH溶液待反应完全后用4蒸馏水洗涤得Ni-B/7-Al催化剂1.作为对照按传统的一步干燥法将等量NiCl溶液浸渍的2O327-Al2O3直接于110C烘干KBH4还原再用蒸馏水洗涤得Ni-B/7-Al2O3催化剂.催化剂用ICPXRDSEMDSC等进行表征.用脉冲法测定室温下样品的氢吸附量并算得催化剂上活性金属镍的分散度(D)[78].将

4、制得的Ni-B/7-Al催化剂依次用无水乙醇和苯洗涤然后在500mL高压釜中测定其对液相2O3苯加氢反应的催化活性(反应温度100C氢气压力4.0MPa)气相色谱分析表明环己烷为唯一产物.根据分析结果计算苯的转化率和转换频率TOF(TOF指单位时间每个活性镍原子上转化的苯分子数).文中所列结果均至少为3次实验平均值.结果与讨论2.1催化剂的表征在Ni-B/7-Al2O3样品的XRD谱图(图1)中除7-Al2O3的特征衍射峰(以杆状图的形式示于图1底部)外位于20=44附近均有对应于Ni-B非晶态合金结构的特征弥散峰[3]同时样品1(图1C)的非晶态合金弥散峰强度明显低于样品

5、(图1Z)的表明前者的活性组分在载体表面有更高的分散度[9].图2为Ni-B/7-Al催化剂表面的SEM照片.由图2可见两者表面均为海绵状显示出非晶2O3态样品的特征形貌[2].对比图2(A)和(B)发现样品1表面的活性组分比样品分布得更加均匀这收稿日期:2000-04-27.基金项目:国家自然科学基金(批准号:29792078)上海市新材料研究中心(批准号:98JC14019)和中国石油化工集团公司资助.联系人简介:邓景发(1933年出生)男教授博导中国科学院院士从事表面化学和催化研究.E-mail:jfdeng@Srcap.Stc.Sh.cnNo.6李江等:前驱体干燥法

6、对非晶态Ni-B/7-Al203催化剂性能的影响1023与XRD的结果一致.采用DSC法考察了Ni-B/7-Al样品的热稳203定性.研究结果表明~由于非晶态合金的亚稳态结构~非晶态合金在一定条件下能够向能量较低的晶态转变.负载时由于非晶态合金与载体发生相互作用~稳定了非晶态合金粒子.对于负载型非晶态Ni-B催化剂而言~加热至350~450C时的放热峰对应于非晶态样品的晶化过程(表1)[3].从表1可知~在相近负载量时~样品1的晶化温度明显高于样品2.我们认为~这是由于两步干燥法使得非晶Fig.1XRDpatternsofNi-B/Y-Al2O3catalysts1and2

7、态合金在催化剂表面分散得更加均匀~更有利于载a.CatalySt1~z(Ni)=9.6%;b.CatalySt2~z(Ni)=体与表面活性组分之间形成更强的相互作用~从而10.1%.增加了发生晶化时粒子在表面迁移的活化能~因而样品1具有更高的晶化温度.Fig.2SEMofNi-B/Y-Al2O3catalysts1and2(A)CatalySt1~z(Ni)=9.6%;(B)CatalySt2~z(Ni)=10.1%.Table1CharacteristicsandcatalyticactiVitiesofNi-B