IrZrO2和PtZrO2催化剂的巴豆醛选择性加氢性能研究.pdf

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1、SelectiveHydrogenationofCrotonaldehydeoverIr／Zr02andPt／Zr02CatalystsThisthesissubmittedtoZhejiangNormalUniversityforthedegreeofMasterofScience上觑Z毳比SupervisedSupervised‘byZhejiangKeyLaboratoryfo厂ReactiveChemistryonSolidSurfaces,InstituteofPhysicalChemistry,ZhejiangNormalUniversi

2、ty,Jinhua,ChinaMay2012删一Ir／Zr02和Pt／Zr02催化剂的巴豆醛选择性加氢性能研究摘要a，D．不饱和醇(R-CH=CH．CH20H)是合成香料、药物等精细化学品的重要原料，主要通过0【，p．不饱和醛(R-CH=CH．CH=O)选择性加氢来合成。巴豆醛选择性加氢作为气相加氢反应的代表，也是研究气相a，B．不饱和醛选择性加氢的模型反应。多相催化过程由于具有连续化生产、环境更友好等优点，也特别适合分子量小、沸点低的Ⅱ，D一不饱和醛(如巴豆醛)的选择性加氢，本论文利用浸渍法制备铱催化剂和铂催化剂，考察了巴豆醛选择性加氢的性能，得到

3、较好的催化活性和巴豆醇选择性。通过一系列的表征手段，详细研究了催化剂理化性质，探讨了影响催化性能的可能因素，并通过对不同类型的载体负载贵金属的性能比较，揭示了催化剂失活及选择性差异的原因。研究工作包括以下三部分内容：1．h负载量对Ir／Zr02催化剂巴豆醛选择性加氢的影响采用浸渍法制备了一系列的不同Ir负载量的Ir／Zr02催化剂，并用于气相巴豆醛选择性加氢中。采用X。射线粉末衍射分析C魁①)，CO化学吸附，NI-13程序升温脱附(NH3．TPD)，CO中毒等技术对催化剂进行了表征。结果表明，催化剂的反应活性随着Ir负载量的增大而增大。在反应过程中，

4、所有的催化剂都观察到失活的现象，这可能是由于脱羰基反应产生的CO的毒化作用。最高的巴豆醇的选择性出现在含有3％Ir的催化剂上，这主要归因于催化剂中合适的Ir粒子大小和较强的Lewis酸中心。2．还原温度对Zr02负载h催化剂上巴豆醛选择性加氢的影响采用浸渍法制备了负载型3Ir／Zr02催化剂，详细考察了H2还原温度对3Ir／Zr02催化剂上气相巴豆醛选择性加氢性能的影响。结果表明，随着还原温度的提高，3Ir／Zr02催化剂上巴豆醛转化率和巴豆醇选择性均先升后降。400oC还原时，3Ir／Zr02催化剂性能最佳，巴豆醛转化率和巴豆醇选择性分别达32．2

5、％和74．3％。X射线光电子能谱结果表明，催化剂表面系h0和Ir3+共存，且随着还原温度的升高，Iro的比例逐渐增加，至600oC时，表面Ir物种大部分以ko摘要存在。NH3程序升温脱附结果表明，随着还原温度的提高，催化剂表面Lewis酸中心的数目和强度下降，这是由于催化剂中Cl含量下降所致。因此，Iro和Ir3+共存和中等强度的表面Lewis酸中心有利子提高巴豆醇选择性。3．P垅∞2和Pt／Ce02催化剂失活原因的对比研究采用浸渍法制备了Pt／Ce02和P坦102催化剂，并用于气相巴豆醛选择性加氢。结果发现，两个催化剂在反应过程中都有失活的现象，这

6、主要是由于催化剂表面有机物的形成和脱羰基反应产生的CO紧紧吸附在n原子表面。对于Pt／Zr02催化剂，在反应中，对巴豆醇的选择性保持稳定。但是对Pt／Ce02催化剂，对巴豆醇的选择性却呈现下降的趋势。选择性下降的原因可以归因为CO和cd+反应形成积炭，而Pt／Zr02催化剂上不发生表面炭沉积，这也是选择性保持稳定的原因。关键词：巴豆醛；巴豆醇；选择性加氢；贵金属催化剂；Lewis酸；积炭IISELECTIVEHYDRoGENATIONOFCROTONALDEHYDEOVERIr／Zr02ANDPt／Zr02CATAI．YSTSABSTRACT0‘，1

7、3-unsaturatedalcoholsareimportantrawmaterialsandwidelyappliedinmedicineandfinechemicals，whichcouldbecatalyticallysynthesizedbyselectivehydrogenationof仅，13-unsaturatedaldehydebecauseitisaenvironmental—friendlyreaction．Inthiswork,Pt-basedandk-basedcatalystswerepreparedandtestedfo

8、rgasphaseselectivehydrogenationofcrotonaldehydeasamode