论文部分内容阅读
本课题主要以介孔氧化硅为载体，制备了负载贵金属钯加氢催化剂；以氢化反应速率和氢化产品中反式酸含量的变化为主要考察目标，研究了负载型钯/介孔氧化硅催化剂的还原方法、不同氧化硅载体的类型和结构、催化剂的负载条件、催化剂金属的负载量对葵花油氢化的反应活性和反应规律的影响；选择一种低反式酸和硬脂酸生成量的催化剂，应用于葵花油氢化工艺条件的研究，通过单因素和正交试验优化了氢化反应的工艺条件。另外，负载制备了三种钯/介孔氧化硅-磁性催化剂并将其用于葵花油氢化，考察了氢化反应工艺条件对葵花油氢化反应的影响，同时研究了该钯/介孔氧化硅-磁性催化剂的重复利用性。研究发现甲醛还原的催化剂具有较好的催化氢化性能。钯负载量3%wt，以9-700型SBA-15介孔分子筛为载体的催化剂时，氢化葵花油（I.V.=75）的反式酸含量较低。TEM和N2吸附解吸表征表明：甲醛还原的催化剂，金属钯均匀分散在载体的孔道内部和外表面，金属的粒径大且密集，钯较好地负载在载体SBA-15上，催化剂的活性较好，对载体覆盖率高。催化剂最佳负载条件：载体为9-700型SBA-15介孔分子筛，当浸渍液pH=2，浸渍时间8h、还原时间4h，在葵花油20g、反应温度70℃、催化剂Pd/SBA-15用量101.2mg（5.0mg钯/100g油）、压力1.0MPa条件时，氢化葵花油（I.V.=75）中的反式酸和硬脂酸含量分别为19.8%和22.7%。负载条件与葵花油加氢规律的关系为：浸渍液pH和浸渍时间从低到高，氢化速率呈先增大后减小的趋势；其中，pH=2和浸渍6h时，氢化速率为最大。经单因素和正交试验，所得低反式酸氢化反应的最佳工艺条件为：葵花油20g，反应温度50℃，氢化压力1.0MPa，催化剂Pd/SBA-15用量50.4mg（2.5mg钯/100g油），氢化葵花油（I.V.=75）中反式酸含量为14.1%。该工艺条件中葵花油加氢规律的研究表明：一定范围内，随着反应温度、搅拌速度和催化剂用量的增加，氢化速率均会增加。钯/介孔氧化硅-磁性催化剂3%-Pd/Fe3O4@nSiO2@mSiO2在葵花油20g、反应温度50℃、催化剂用量17.2mg（2.5mg钯/100g油），反应压力1.0MPa下，其氢化产品（I.V.=75）所含反式酸和硬脂酸分别为19.2%和16.8%。同时钯/介孔氧化硅-磁性催化剂的磁性分离效果明显，通过磁铁能够将催化剂与产品分离开。催化剂最高使用次数达到6次。葵花油加氢规律的研究表明：一定范围内，随着反应温度、搅拌速度和催化剂用量的增加，氢化速率均会增加。