对苯二甲酸加氢精制Pd/C催化剂失活原因探讨

对取自扬子石油化工股份有限公司对苯二甲酸加氢反应器上、中、下部3种不同失活程度的Pd／C催化剂在模拟工业条件下进行了活性评价，采用ICP，XPS，XRD，TEM等分析手段对其进行表征，并与新鲜催化剂进行了比较。结果表明，失活催化剂的Pd含量比新鲜催化剂有了明显的下降，且上部催化剂下降更突出；失活催化剂的平均晶粒明显长大，分散度降低。说明造成本批催化剂失活的主要原因是Pd流失及催化剂表面Pd含量的降低、Pd晶粒的长大以及杂质Cr含量的增加。     

Pd/Al_2O_3催化剂贵金属分散性质的表征

采用水合肼还原Pd/Al_2O_3催化剂增强Pd壳层与载体间的对比度后,使用光学显微镜即可简单地表征催化剂的Pd壳层厚度。利用超薄切片技术与TEM联用的方法测定了催化剂的Pd分散度,并与传统氢氧滴定法进行了对比。表征结果显示,该方法克服了化学吸附法及普通TEM表征贵金属分散度的不足,可获得幅面更大且厚度可控的试样薄区;Pd/Al_2O_3催化剂切片厚度选择10 nm较适宜;可选择统计600~900个纳米颗粒的样本作为计算分散度的依据。超薄切片与TEM联用及定量方法不仅可得到贵金属原子表面分散度,同时可更直观和全面地评价贵金属在载体上的分散性质。尤其对于不适合使用氢氧滴定法及常规TEM衬度成像难以区分的金属纳米粒子和载体的体系,有较高的应用价值。     

载体对钯基选择加氢催化剂性能的影响

以常规浸渍法制备了一系列Pd基催化剂，考察载体结构、织构及组成对其加氢性能的影响。采用程序升温技术（TPR-H2、TPDCO）对催化剂进行了表征和相应分析。结果表明，Al2O3载体中以高温1100℃焙烧后形成的占晶型具有更高的乙烯选择性。Pd基催化剂的Al2O3载体预先修饰MgO或CeO2后，能获得良好的金属分散度和适宜的反应物的吸附及产物的脱附特性，使得在高氢／炔体积比下催化剂样品上乙烯收率也维持在80％左右。在非Al2O3型载体制备的催化剂中，与金属Pd存在强相互作用的TiO2载体制备的催化剂的催化性能优越，最优样的乙烯收率达到95％。催化剂表面的Pd^hHx物种和Pd—C结合能在很大程度上影响着H2吸附活化和乙烯脱附能力，这对选择加氢性能有至关重要的作用。     

金属与载体相互作用对Pd催化剂上H2和CO吸附性能的影响

对CeO2、TiO2和CeO2-TiO2负载Pd催化剂进行了H2、CO吸附性质表征.Pd/TiO2和Pd/CeO2低温还原后表现出常规H2、CO吸附性质,而在高温还原后吸附被抑制,表明存在金属-载体强相互作用(SMSI).Pd/TiO2吸附抑制现象在高温氧化后可以恢复,而Pd/CeO2的SMSI效应在室温氧化后就可消除.Pd/CeO2-TiO2高温还原没有引发SMSI效应.吸附性质的不同反映了Pd与3种载体之间相互作用本质的不同.氢氧滴定法排除了溢流到CeO2上氢的干扰,为CeO2载体负载催化剂金属分散度的测定提供了可靠的实验方法.     

超薄切片与高角环形暗场像联用表征Pd/Al_2O_3催化剂贵金属的分散性

通过超薄切片与高角环形暗场像联用表征蒽醌加氢制双氧水Pd/Al_2O_3催化剂贵金属的分散性,提出了以平均尺寸、尺寸分布、空间粒子密度及表面原子分散度4个指标全面评估负载型贵金属催化剂金属分散性质的方法。实验结果显示,Pd/Al_2O_3催化剂切片厚度以30~40nm较为适宜,能够获得幅面更大的试样薄区,从而根据高角环形暗场像得到催化剂的平均尺寸、尺寸分布、空间粒子密度及表面原子分散度的信息。超薄切片与高角环形暗场像联用可以克服化学吸附法及普通TEM表征贵金属分散度的不足。所述的组合表征方法与氢氧滴定相比,不仅可以得到贵金属原子表面分散度,还可以更直观、全面评价贵金属在载体上的分散状态,尤其对不适合使用氢氧滴定法及常规TEM衬度成像难以区分的金属纳米粒子和载体的体系,具有较高应用价值。     

Ag改性Pd基催化剂的C_4烃选择加氢性能

研究了Ag改性Pd/Al_2O_3催化剂的碳四烃选择加氢性能,考察了助剂Ag及其负载量对催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,Ag助剂能明显改善Pd/Al_2O_3催化剂的选择加氢性能,提高丁二烯加氢转化率和丁烯-1收率;采用Ag负载量0.3%(w)的Pd-Ag/Al_2O_3催化剂,在温度40℃、氢气压力2.0 MPa、氢气/丁二烯摩尔比20的条件下,产物中剩余丁二烯含量小于10×10~(-6)(w)、丁烯-1收率达96.8%。采用H_2-O_2滴定、XPS、EDX及H_2-TPR等方法对催化剂进行表征。表征结果显示,双金属Pd-Ag/Al_2O_3催化剂上金属间存在较强相互作用,改变了Pd在催化剂上的几何分布状态及电子性质;引入Ag使Pd催化剂上金属Pd的分散度及电子云密度降低,β-PdH生成量减小。Pd-Ag/Al_2O_3催化剂的催化加氢行为得到改善,丁二烯转化率和丁烯-1收率同时增加。     

Ag改性Pd基催化剂的C_4烃选择加氢性能北大核心CSCD

研究了Ag改性Pd/Al_2O_3催化剂的碳四烃选择加氢性能,考察了助剂Ag及其负载量对催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,Ag助剂能明显改善Pd/Al_2O_3催化剂的选择加氢性能,提高丁二烯加氢转化率和丁烯-1收率;采用Ag负载量0.3%(w)的Pd-Ag/Al_2O_3催化剂,在温度40℃、氢气压力2.0 MPa、氢气/丁二烯摩尔比20的条件下,产物中剩余丁二烯含量小于10×10^(-6)(w)、丁烯-1收率达96.8%。采用H_2-O_2滴定、XPS、EDX及H_2-TPR等方法对催化剂进行表征。表征结果显示,双金属Pd-Ag/Al_2O_3催化剂上金属间存在较强相互作用,改变了Pd在催化剂上的几何分布状态及电子性质;引入Ag使Pd催化剂上金属Pd的分散度及电子云密度降低,β-PdH生成量减小。Pd-Ag/Al_2O_3催化剂的催化加氢行为得到改善,丁二烯转化率和丁烯-1收率同时增加。     

活性组分对Pd-Pt/Al_2O_3混合芳烃选择加氢脱烯烃催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法,通过改变Pd/Pt质量比和负载量,制备了一系列Pd-Pt/Al_2O_3催化剂,研究了Pd/Pt质量比和活性组分负载量对催化剂性能的影响。采用TEM和H_2-TPR技术对活性组分的分散情况及还原性质进行了表征。实验结果表明,Pd/Pt质量比和负载量均影响金属粒子的分散度和粒径大小以及烯烃加氢活性;小粒径和高金属分散性的催化剂具有较高的烯烃双键加氢反应活性;在所考察的Pd-Pt负载量范围内,随活性金属负载量的增加,催化剂的烯烃加氢活性逐渐增加;Pd-Pt负载量对催化剂烯烃加氢活性的影响大于Pd/Pt质量比。     

乙炔选择性加氢催化剂的结构及性能调控

催化加氢可以有效去除乙烯原料气中微量的乙炔。通过综述近年来国内外以Pd基催化剂为主的关于调控乙炔选择性加氢催化剂结构及反应性能方面的相关研究和进展,探讨了活性组分粒径、形貌对催化剂吸/脱附乙烯性能的影响;评述了添加助剂形成的合金或者金属间化合物,利用其几何效应提高活性中心分散度,利用电子效应优化电子性质使反应关键步骤的吸脱附行为发生改变;阐述了通过调控载体对金属原子锚定,使金属的分散度提高进而获得优异的催化性能;叙述了不同制备方法对催化剂结构及催化性能的影响。指出提高催化剂性能是当今研究的重中之重,未来负载型催化剂的研究方向依旧是构建高乙烯选择性和良好稳定性的高分散乃至单原子催化剂。     

Pd基双金属乙炔选择性加氢催化剂研究进展

Pd金属具有独特的电子结构和优良的活性,被广泛应用于工业选择加氢反应中。利用第二金属形成Pd基双金属催化剂,可通过改变Pd粒子的粒径、形貌或配位环境等,进而提高Pd催化剂的选择性。综述了采用先进的表征手段及理论模拟计算方法等,对不同合成策略和组成的Pd基双金属催化剂的“构-效”关系及调控规律的探讨研究成果。介绍了Pd双金属纳米团簇、Pd单原子合金和Pd双原子为代表的Pd基双金属催化剂,及它们在乙炔选择加氢中的应用,并对制备方法进行归纳总结,指出了未来Pd基双金属催化剂的发展趋势。