酸改性低钌含量无汞催化剂的制备与研究

来源 :内蒙古大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:casterisme
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氯乙烯作为一种重要的化工原料,工业上主要通过电石法制取,但是目前电石法制取氯乙烯多采用含汞催化剂,汞作为一种有毒物质,会对人类与环境造成巨大的伤害,因此寻找无汞高性能催化剂用以代替现在含Hg的乙炔转化催化剂是目前研究的热点与重点之一。近来,Au、Ru、Cu等金属作为Hg催化剂中Hg的替代金属在乙炔转化中表现出良好的性能,尤其是Ru,因为其相对Au而言较低的价格以及相对于其他非贵金属而言良好的性能表现而备受关注。目前大多数性能表现良好的Ru基催化剂的Ru负载量均为1 wt%,但是Ru作为贵金属材料,负载量大会导致成本上升,从而不利于实现在工业上取代传统的含汞催化剂,因此研制低含量Ru的催化剂就显得格外重要。本文通过浸渍法制备出Ru含量为0.25 wt%的低Ru含量催化剂,并使用不同含量的磷酸(PAC)、乙酸(HAc-AC)、硼酸(BAC)三种助剂分别对其进行改性,制备得到的催化剂在乙炔氢氯化反应中测试催化剂性能,并采用XRD,BET,SEM,TEM,H2-TPR,TG等表征手法对反应前后的催化剂样品进行物相组成、表面结构性质、氧化还原性、Ru元素价态等性质进行对照分析。得出以下结论:1、通过浸渍法制成功备出Ru含量为0.25 wt%的低Ru含量催化剂,通过不同含量的磷酸(PAC)、乙酸(HAc-AC)、硼酸(BAC)三种助剂分别对0.25 wt%Ru催化剂进行改性,在T=150℃,GHSV=1222h-1,VHCl:VC2H2=1.15的乙炔氢氯化反应条件下,测试获得性能较好的0.25wt%Ru/4 wt%PAC,0.25 wt%Ru/5 wt%HAc-AC,0.25 wt%Ru/20wt%BAC催化剂;在T=150℃,GHSV=770h-1,VHCl:VC2H2=1.15的乙炔氢氯化反应条件下,测试获得性能较好的0.25 wt%Ru/20wt%BAC催化剂;2、使用磷酸作为助剂对低钌催化剂进行改性形成最佳性能的低钌催化剂(0.25 wt%Ru/4 wt%PAC),在乙炔氢氯化反应中,初始催化活性达到72%,与未进行改性的0.25 wt%Ru催化剂初始催化活性的71%相差不多,反应7h之后,0.25 wt%Ru/4 wt%PAC催化剂的活性由初始的72%降到63%,催化活性下降幅度为12.9%;而未改性的0.25 wt%Ru催化剂则由原来的71%降到42%,催化活性下降幅度为40.8%,远高于4 wt%PAC改性之后的催化剂;3、使用乙酸作为助剂对低钌催化剂进行改性形成最佳性能的低钌催化剂(0.25%Ru/5%HAc-AC)在乙炔氢氯化反应中,初始催化活性达到86%,比未进行改性的0.25 wt%Ru催化剂初始催化活性高出15%,在7h反应之后,下降到63%,催化活性下降幅度为26.7%,催化活性下降幅度低于未改性0.25 wt%Ru催化剂;4、采用硼酸对0.25%Ru/BAC催化剂进行改性形成最佳性能的低钌催化剂(0.25 wt%Ru/20 wt%BAC),在乙炔氢氯化反应中,初始催化活性为66%,虽然不及未改性的0.25%Ru催化剂,但是反应7h后,20 wt%BAC改性的催化剂仍保留48%的催化活性,催化活性下降幅度为27.3%,低于未改性0.25 wt%Ru催化活性下降幅度的40.8%。综上所述,催化剂在乙炔氢氯化反应中反应7h之后,4 wt%PAC,5 wt%HAc-AC,20wt%BAC对0.25%Ru催化剂的改性均能提高催化剂在反应体系中稳定性。5 wt%乙酸改性的催化剂不但对稳定性具有明显作用,而且对初始活性也有明显的提高,这是因为乙酸的添加可以增加Ru催化剂高价钌物种以及活性炭表面含氧官能团的含量,抑制催化剂焦炭沉积,进而提高催化剂活性和稳定性,最为重要的是,5 wt%乙酸改性的低钌催化剂与工业应用的高汞和低汞催化剂进行了7h乙炔氢氯化反应比较,发现我们研究制备的乙酸改性的低钌催化剂乙炔转化虽然略微低于高汞含量催化剂约1%,但是相比于目前工业上正在使用的低汞含量催化剂,其乙炔转化率提高了10%;4 wt%磷酸改性的催化剂提升了低钌催化剂稳定性,同样是因为磷酸添加可以增加Ru催化剂高价钌物种以及活性炭表面含氧官能团的含量,抑制催化剂焦炭沉积,进而提高催化剂稳定性;20wt%硼酸改性的催化剂提升了低钌催化剂稳定性,是因为硼酸的添加可以增加Ru催化剂高价钌物种的数量,在催化剂表面形成B-C-O结构影响催化剂的性能,抑制催化剂焦炭沉积,促进活性组分的分散,进而提高催化剂的稳定性。
其他文献
本文讲述利用IMAPI来实现音频光盘的刻录过程,同时讲解Redbook规范以及IMAPI刻录光盘的步骤。
目的 观察挤压伤大鼠早期心脏损伤后心钠素 (ANP)、内皮素 - 1(ET - 1)的改变并阐明其与挤压伤早期心脏损伤的关系。 方法 制作挤压伤大鼠动物模型 ,32只大鼠随机分为对照
<正>近日,中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究中心与中石油合作开展的二氧化碳(CO2)加氢制甲醇研究取得阶段性成果:中试撬块装置在中石油大庆化工研究中心一次开
文章由体育游戏的特点切入,阐述了在大学体育教育中应用体育游戏应注意的问题,分析了体育游戏在大学体育教育中的作用:体育游戏能够促进学生身心发展、体育游戏能够促进学生情
本文介绍Kelsey离心跳汰机的试验模型。考虑到的跳汰机主要参数有重力,跳汰机床层特性,冲程长度以及给料性质,该模型描述了给料在跳汰机精矿中的分布。该模型对于钨泥尾矿的
毛细管电泳法(CE)和高效液相色谱法(HPLC)是两种应用极为广泛的现代分离分析技术,它们都具有高效、快速、自动化程度高和样品消耗少等优点,在十几年的时间里,特别是在最近几
针对洗扫车目前发展趋势,以结构可靠性、加工工艺性、生产经济性为出发点,综合分析了某洗扫车箱体底板结构的优缺点,并提出一种新型瓦楞底板结构,在满足使用要求的同时,大大
本文采用溶胶-凝胶法制备烧绿石型La2Zr2O7催化剂,利用溶胶凝胶共生法制备复合烧绿石型La2Zr2O7/CeO2、La2Zr2O7/Co3O4、La2Zr2O7/CuO催化剂,应用于风排瓦斯气催化燃烧技术。
<正> 现在,国际和国内的理论界有一些人在研究税收的职能作用时,存在一定的片面性,偏重于财政和经济方面的研究。应当指出,这些研究是必要的,应当继续做。但是,相对忽视了政
分析了软件设计中采用三层设计模型的优点,通过系统需求分析,设计了网上商城系统的流程、数据库字典及开发环境,并在此基础上实现了数据访问层实体类、业务逻辑层实体类和用