Pd-Ni/HZSM-5多相催化乙酸、乙醛一步加氢酯化研究

作者:井强山;王建旭;彭缠曹;翁文静 刊名:信阳师范学院学报(自然科学版) 上传者:王金鹏

【摘要】采用浸渍法制备了负载型双金属催化剂Pt-Ni/HZSM-5,并用于催化乙醛和乙酸气相一步加氢酯化反应.X-射线衍射结果表明,双金属在催化剂表面处于高分散状态.研究了镍负载量、焙烧温度、还原温度、反应温度、氢醛比以及催化剂用量对催化性能的影响.结果表明,催化剂制备条件和反应条件对催化性能有显著的影响.微量Pt的引入使催化剂的催化活性增强.

全文阅读

0引言在化石能源日趋枯竭的情况下,作为清洁的可再生能源,生物质能的开发利用具有深远的经济、生态和社会意义.生物质热裂解所产生的生物油作为一种能源产品目的是直接作为发动机燃料,然而,生物油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子质量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,诸如醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等[1-3].生物油本身的高含水量、含氧量、不稳定性、强酸性和组成的复杂性等导致其不能直接用作发动机燃料[1,4].因此,生物油中含有的消极特性给其直接作为高品位能源的应用带来了一些问题,如热稳定性差、热值低、低挥发性和腐蚀性,必须经过提质后才能转化为优质的燃料油.目前国内外对生物油的提质方法有催化加氢、裂解、酯化和水蒸汽重整等技术.上述方法相对单一,均需先降低生物油含氧量再进行提质处理,而加氢或者酯化降解技术无需除氧就能达到此目的.已有报道[2,5]在均相催化下一步加氢和酯化反应对生物油进行提质,但均相催化反应需要高压,且存在后续产物分离等缺点.而多相气相催化进行一步加氢酯化反应进行生物油提质处理还鲜见报道.本文通过制备一种能同时进行加氢酯化的双功能催化剂,并用于气相一步加氢酯化反应,达到同时脱除乙醛和乙酸的目的.1实验部分1.1试剂及仪器HZSM-5(20~40目,SBET420m2/g)南开大学催化剂厂;乙酸乙酯、硝酸镍、氯铂酸、40%乙醛和冰乙酸:A.R,上海国药集团.1.2催化剂的制备以Ni(NO3)26H2O和氯铂酸为活性组分前驱体,HZSM-5为载体,采用共浸渍法制备负载型铂-镍双金属催化剂.将一定量的氯铂酸溶液与一定量的Ni(NO3)26H2O溶液直接混合,采用等体积浸渍法吸附到HZSM-5上,室温下浸渍过夜,然后在110下干燥2h,在空气气氛中500下焙烧3h,制得样品经还原后即为Pt-Ni/HZSM-5催化剂,其中负载量均指金属在整体催化剂中的质量分数,Pt的质量分数恒为0.3%.1.3催化剂表征催化剂的晶体结构等通过D8/Advance型多晶X-射线粉末衍射仪(德国Bruker公司)分析,仪器工作条件为45kV,40mA,Cu靶,K辐射,扫描范围为3~90,扫描速度为0.1/s.1.4催化剂活性评价催化剂反应性能测定在常压固定床石英反应实验装置上进行,反应装置流程如图1所示.图1反应装置流程图Fig.1Schematicrepresentationofexperimentalsetup氩气(99.999%)和氢气(99.999%)通过质量流量控制器(D07-19B型质量流量控制器,北京七星华创电子股份有限公司)调节和稳定.催化剂在线还原后,分别通过双柱塞微量泵(2ZB-1L10型,北京卫星制造厂)和平流泵(2PB00C系列0540型,北京卫星制造厂)来控制乙醛和乙酸进料速度.液相反应物经氩气和氢气带入预热段,经预热后进入反应器.预热段温度和反应段温度分别通过控温仪(A1-708P型,厦门宇电自动化科技有限公司)控制.反应后的产物在冷阱(冰水浴)中冷凝收集.产物采用GC-14B型气相色谱仪进行分析,FID检测器.30m长FFAP毛细管柱(兰州中科安泰分析科技有限公司)测定产物含量.除特别注明,本文实验条件均为:醛酸进料比(摩尔)为21;催化剂焙烧温度500,还原温度600,反应温度200,氢醛比(摩尔)为51.2结果与讨论2.1XRD结果图2为500焙烧后,不同Ni负载量的Pt-Ni/HZSM-5催化剂样品的XRD谱图,图中2=37.7、43.7及63.3为NiO的特征衍射峰.当Ni的负载量低于15%时,N

参考文献

引证文献

问答

我要提问