高稳定的巴豆醛选择性加氢Ir/FeOx/SiO2催化剂的性能研究
不饱和醛的催化加氢是制备各种各样的精细化学品，尤其是香料、医药等的关键步骤。然而，由于无论是动力学上还是理论上，相对于C=O键加氢而言，C=C键加氢都显得更加容易，使得丙烯醛、巴豆醛等a，β-不饱和醛的加氢都更倾向于生成饱和醛，而不是我们希望的不饱和醇。因此，大量的实验和理论工作一直致力于设计应用于这类反应的高活性和高选择性的催化剂的研究。在本文中，针对新发现的高性能催化剂上的巴豆醛加氢进行了探讨，通过一系列的表征技术（如原位XPS、原位CO-IR等），详细分析了该催化体系的结构特征及影响因素与催化性能的关系。主要从以下四个部分展开工作: 1.考察不同助剂对催化剂性能的影响。 采用浸渍法制备不同助剂的Ir/MOx/SiO2催化剂(其中M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu)用于巴豆醛加氢的反应中，依据不同的性能检测结果，择选出具备很高的稳定性的Ir/FeOx/SiO2催化剂。同时，分析催化剂的性质与催化性能的关系，发现当较多Irδ+物种存在时，催化剂表面存在合适的Ir0-Irδ+界面有利于巴豆醛加氢反应。 2.考察浸渍顺序对催化剂性能的影响采用相反的浸渍顺序制备负载型Ir催化剂——Ir/FeOx/SiO2催化剂及Fe/Ir/SiO2催化剂，同时与单组份Ir/SiO2催化剂及FeOx/SiO2催化剂进行比较，探究浸渍顺序对催化剂性能的影响。结果发现先浸渍Fe后浸渍Ir的Ir/FeOx/SiO2催化剂表现出高稳定性及高选择性，而先浸渍Ir后浸渍Fe的FeOx/Ir/SiO2催化剂虽然初始活性非常高，但表现出剧烈的失活现象，归因于产生的新界面(Ir-Irδ+、Ir-Fen+及Irδ+-Fen+)以及催化剂表面暴露的FeOx物种。 3.考察Fe添加量对催化剂性能的影响采用浸渍法制备不同Fe添加量的Ir/yFeOx/SiO2催化剂（其中Fe与Ir的摩尔比为y，y=0、0.01、0.035、0.1、1.1、3.5及11），考察Fe含量对Ir/FeOx/SiO2催化剂上巴豆醛选择性加氢性能的影响。对比性能测试结果，发现添加少量Fe有利于催化剂的性能提升，而当Fe的添加量过高时（Fe/Ir≧3.5），催化剂的初始活性虽然得到很大提高，却出现严重的失活。这可能是由于高含量的催化剂表面出现大量FeOx物种并形成新界面（Ir-Fen+界面及Irδ+-Fen+界面）从而导致催化剂积炭。 4.考察还原温度对催化剂性能的影响采用浸渍法制备负载型Ir催化剂Ir/FeOx/SiO2催化剂，改变还原处理温度X（X=200、300、400及500℃），考察不同还原温度对Ir/FeOx/SiO2催化剂性能的影响;200及300℃还原处理的催化剂都表现出了良好的催化性能，但当还原温度上升至400℃时样品的性能变弱，且500℃还原的样品表现出明显的失活现象，归因于高温还原后样品表面积碳。
高稳定性;巴豆醛;选择性加氢;高性能催化剂;催化性能
浙江师范大学
硕士
物理化学
罗孟飞
2014
中文
O623.514;O643.38
78
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）