貴金屬(Ru、Ir)催化劑上氣相催化巴豆醛選擇性加氫的研究.pdf

1、a，β-不飽和醇是合成藥物、香料等精細(xì)化學(xué)品的重要原料，主要通過a，β-不飽和醛選擇性加氫來合成。此類分子中C=C鍵比C=O鍵更容易加氫生成飽和醛，因此如何提高不飽和醇的選擇性是科學(xué)界一直關(guān)心的問題。巴豆醛是α，β-不飽和醛的典型代表，氣相催化巴豆醛選擇加氫制備巴豆醇是一條綠色化學(xué)的合成路線。本論文針對浸漬法制備的負(fù)載型釕銥催化劑上的巴豆醛加氫反應(yīng)進(jìn)行了測試，并通過粉末X-射線衍射(XRD)、程序升溫技術(shù)(H2-TPR、NH3-TPD、

2、TPO)、X-射線電子光譜(XRF、XPS)等技術(shù)對催化劑進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，負(fù)載型RuIr催化劑上巴豆醛選擇性加氫有較好的催化活性和巴豆醇的選擇性。主要工作由以下內(nèi)容組成:
　　1.Ru/ZnO催化劑上巴豆醛選擇性加氫反應(yīng)性能的研究
　　制備了具有不同Ru負(fù)載量的Ru/ZnO催化劑，應(yīng)用于氣相的巴豆醛的選擇性加氫。對Ru/ZnO的催化劑進(jìn)行了一系列表征，通過粉末X-射線衍射(XRD)、程序升溫技術(shù)(H2-TPR、NH

3、3-TPD、TPO)以及透射電鏡(TEM)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著Ru負(fù)載量的增加Ru/ZnO催化劑催化劑的活性(TOF)，表面酸度量和失活速率增加，巴豆醇的選擇性先增加后下降的趨勢。3Ru/ZnO催化劑表現(xiàn)出最高的巴豆醇的選擇性(88.0％)。最初的TOF值依賴于催化劑的表面酸性的強(qiáng)度和Ru顆粒尺寸。較多的Lewis酸性位使催化劑失活的更容易發(fā)生。催化劑失活的原因是由于有機(jī)物沉積和CO中毒。
　　2.Ir對Ru/ZnO催化劑催化巴豆醛選

4、擇性加氫性能的影響
　　采用浸漬法制備一系列Ru-Ir/ZnO催化劑用于催化巴豆醛選擇性加氫。結(jié)果表明Ir對Ru/ZnO催化劑性能有明顯的促進(jìn)作用，尤其是催化劑的穩(wěn)定性。反應(yīng)30h后Ru-0.5Ir/ZnO催化劑表現(xiàn)出最好的穩(wěn)定性(63.3％)和最高的巴豆醇的選擇性(94.4％)。催化劑穩(wěn)定性提高的主要?dú)w因于RuIr合金的形成、Ir與Ru上電子的轉(zhuǎn)移以及催化劑表面存在大量的較弱酸性位。通過CO中毒實(shí)驗(yàn)和TPO實(shí)驗(yàn)表明CO吸附和有機(jī)

5、物的沉積是催化劑失活的主要原因。
　　3.氫氣預(yù)處理溫度對Ru-0.5Ir/ZnO催化劑加氫反應(yīng)性能的影響
　　以ZnO為載體，采用浸漬法制備負(fù)載Ru-0.5Ir/ZnO催化劑，考察預(yù)處理溫度對Ru-0.5Ir/ZnO性能的影響。通過X-射線粉末衍射(XRD)，NH3程序升溫脫附(NH3-TPD)，透射電子顯微鏡(TEM)等一系列表征手段對催化劑進(jìn)行表征分析。發(fā)現(xiàn)隨著預(yù)處理溫度的升高，貴金屬形成Ru-Ir合金并且金屬粒子的顆