负载型非晶态Ni-B及Ni-B-Mo合金催化剂催化糠醛液相加氢制糠醇的研究

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本文以糠醛液相加氢制糠醇为探针反应考察了不同载体和Mo对非晶态Ni-B合金催化性能的影响。采用等离子发射光谱测定(ICP)、差示扫描量热法(DSC)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR)和程序升温脱附(TPD)等技术分别研究了改性前后负载型非晶态Ni-B合金的负载量和组成、热稳定性、粒子大小和形态、还原性能以及吸附性能等性质。用N2吸附法测定催化剂及载体的比表面和孔径。 研究结果表明,对于Ni-B/γ-Al2O3及Ni-B/TiO2-Al2O3催化剂来说,理论负载量为Ni质量相比载体30%的催化剂的催化性能最佳;在353K至433K反应温度下最佳的反应时间为6h。Sol-gel法及浸渍法分别制备的复合载体的最佳配比为TiO2:Al2O3=1:1(质量比)。Mo的添加能显著提高催化剂的活性,同时也能增大其对糠醇的选择性。对Ni-B/γ-Al2O3而言,在Mo的含量为1.25%-2.5%的范围内,糠醛转化率、糠醇选择性均达到了100%;以Sol-gel法制各复合载体的Ni-B催化剂,当添加Mo的含量为1.25%时,糠醛转化率、糠醇选择性都达到了100%;以浸渍法制备复合载体的Ni-B催化剂,当添加Mo的含量为0.675%~1.25%时,糠醛转化率、糠醇选择性都达到了100%。 DSC结果表明,Mo能提高Ni-B/γ-Al2O3及Ni-B/TiO2-Al2O3催化剂的热稳定性。ICP、TPR以及TPD的结果表明,Mo的添加使得合金负载量增加,合金中的B含量降低;负载型非晶态合金催化剂表面氧化态的Ni物种容易被还原以及出现了新的加氢活性中心;同时减弱了氢的吸附强度,增加了催化剂表面上的化学吸附中心数,从而提高了催化剂的活性。 Mo的添加改变了Ni-B/TiO2-Al2O3催化剂的孔结构,催化剂的平均孔径及总孔容均增大,使目的产物糠醇在催化剂上易于扩散出来,同时TPD结果表明催化剂对糠醇的吸附强度随着Mo的添加而减弱;这些影响均能防止糠醇深度加氢反应的发生,因而提高了催化剂的选择性。 对于糠醛加氢制糠醇反应来讲,不同载体的催化剂所表现的催化活性及对糠醇的选择性的大小顺序如下:浸渍法制备复合载体的Ni-B/TiO2-Al2O3>溶胶凝胶法制备复合载体的Ni-B/TiO2-Al2O3>Ni-B/γ-Al2O3。采用溶胶凝胶法和浸渍法将TiO2负载于γ-Al2O3的表面,能改变γ-Al2O3表面的性质,提高了催化剂的热
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