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用溶胶-凝胶法分别制备了Al2O3、ZrO2和ZrO2/Al2O3载体,并进一步用浸渍法分别制备了Ni/Al2O3,Ni/ZrO2和Ni/ZrO2/Al2O3催化剂,同时以H2-TPR、NH3-TPD、原位红外等技术对催化剂的还原性能、表面酸特性、α-蒎烯的吸附性及表面积等进行了表征,并在常压条件下以α-蒎烯加氢为探针反应考察催化剂的活性,选择性。结果表明,负载型ZrO2/Al2O3复合载体能与活性物种形成较强的相互作用,能稳定活性中心,复合载体Ni催化剂表面酸强度介于Ni/ZrO2和Ni/Al2O3之间,α-蒎烯能与Ni/ZrO2/Al2O3催化剂形成适宜化学吸附态。在α-蒎烯加氢反应中,Ni/ZrO2/Al2O3催化剂和Ni/ZrO2,Ni/Al2O3催化剂相比较表现出较好的催化活性和选择性,α-蒎烯转化率为84%,蒎烷选择性为83%。
用化学沉积法制备了负载型NiB/Al2O3,NiB/ZrO2,NiB/ZrO2/Al2O3非晶态合金催化剂,并运用XRD,DSC、原位红外、BET和TPD对催化剂的晶相结构,热稳定性、吸附α-蒎烯情况、表面积及表面酸特性等进行了表征,同时在常压条件下用于α-蒎烯加氢反应,考察了催化剂的活性,选择性及稳定性。结果表明,α-蒎烯在NiB非晶态合金和载体的表面酸中心协同作用下形成化学吸附态,催化剂表面的酸中心强度影响催化剂的选择性,NiB/ZrO2/Al2O3催化剂的活性和选择性均优于NiB/Al2O3,NiB/ZrO2催化剂,其使α-蒎烯的转化率达到89.6%,选择性达到91.2%。在反应70h后,α-蒎烯的转化率下降了近10%,而选择性几乎保持不变,同时,采用浸渍还原法,金属诱导化学镀法、热诱导化学沉积法和外加诱导剂诱导化学沉积法制备了负载型NiB/ZrO2/Al2O3非晶态合金催化剂,并对催化剂的性能进行了探讨。结果表明,制备方法的不同直接影响负载型非晶态合金NiB/ZrO2/Al2O3催化剂的比表面积,吸附氢性能及吸附α-蒎烯的能力等性能。其中化学沉积法制备的催化剂具有较好的活性,其转化率达到89.6%,选择性达到91.2%,并在此研究的基础上,进一步考察了制备温度和镍硼摩尔比对负载型NiB/ZrO2/Al2O3非晶态合金催化剂的催化活性和选择性的影响,结果表明,温度为0℃、镍硼摩尔比为1:4时,制备的催化剂具有较好的加氢活性和选择性。
为了改善催化剂的催化性能,在NiB/ZrO2/Al2O3催化剂中掺杂了不同金属(Cu,Sn,Zn,Fe)进行改性,其中掺杂金属Sn的催化剂催化效果较好,从XRD的表征结果看,掺杂金属后并没有改变NiB/ZrO2/Al2O3催化剂的非晶态结构,当金属Sn的掺杂量从2%增加到10%时,催化剂的比表面积逐渐减小,但改变量不变,对催化剂的催化性能影响不大,当金属Sn的掺杂量为7%时,其吸附α-蒎烯强度较强,当金属Sn的掺杂量为5%时,催化剂的催化效果较好,其转化率达到88.6%,选择性达到93.2%,在反应70小时后,转化率下降6.1%,选择性下降2.3%。