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废轮胎所带来的环境问题和社会问题,已受到了全世界的普遍关注。废轮胎热裂解是一条附加值高且环境友好的回收路线,热解炭黑是主要产物之一,对其合理高效地利用是废轮胎热解工艺经济实用性的决定因素。但热解炭黑往往存在含油分、无机灰分高以及颗粒大小不均匀等缺点,在很大程度上限制了其应用。本文以热解炭黑为载体开发了一种高效、稳定的脱氢催化剂,具体工作如下:
本论文通过甲苯抽提除去了热解炭黑中的有机油分,采用硫酸、硝酸对热解炭黑进行酸处理除去其中的无机灰分(如ZnO,ZnS等),并通过水蒸气对其表面进行改性处理。XPS、TEM、XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD表征结果表明,经过一系列处理后的炭黑材料具有丰富的孔结构和大比表面积,是催化剂的优良载体。
采用上述所得到的炭黑材料为载体,以氯铂酸为前躯体,乙二醇为还原剂,通过化学还原法制备了Pt/C催化剂。XRD、一氧化碳脉冲吸附、TEM、XPS、TPR的表征结果表明,活性组分Pt均匀地分散在炭黑载体上,0.4wt%Pt/C-S催化剂的金属分散度最高,活性组分Pt粒子粒径大小约为2.35nm。
本文所制备的Pt/C催化剂在甲基环己烷脱氢反应中表现出很好的活性。通过考察载体、Pt的担载量、反应温度、反应空速对催化剂催化甲基环己烷脱氢反应的性能的影响,确定了最佳催化剂载体和脱氢反应的最佳反应条件。热解碳黑载体的改性方法对催化剂的性能具有明显影响,其中以硫酸氧化处理的热解碳黑为载体的催化剂的催化活性最高。