Ni3P催化剂的制备及其肉桂醛选择性加氢性能研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Monalisacode
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苯丙醛是重要的精细化工中间体,可用于生产食品香精和化妆品定香剂,也可以用于生产抗生素药物。苯丙醛的传统工业生产方法成本高,后续处理复杂且环境污染严重。肉桂醛选择性加氢生产苯丙醛是一个绿色生产技术,具有工艺操作简单、原子利用率高、绿色环保和原料易得等优点。肉桂醛选择性加氢催化剂常采用贵金属催化剂,但贵金属的资源有限且催化剂的生产成本高。因此,开发高性能非贵金属肉桂醛选择性加氢催化剂具有重要意义。本论文采用液相还原法制备了体相Ni3P催化剂和Ni3P/γ-Al2O3催化剂,研究了其在肉桂醛水相选择性加氢制备苯丙醛反应中的催化性能,通过XRD、TEM、NH3-TPD、Py-FTIR、N2物理吸附、ICP和TG-DSC等对所制备的催化剂进行表征,研究了不同制备条件对催化剂晶相的组成和加氢性能的影响。采用液相还原法制备了体相Ni3P催化剂,研究并优化了制备条件:缓冲溶液p H值为5.5,P/Ni摩尔比为5,热处理温度为400°C。所制备的催化剂Ni3P晶体的平均粒径为43.0 nm。将其应用于催化肉桂醛水相选择性加氢制备苯丙醛反应时,在120°C和1.0MPa H2下反应2 h,肉桂醛转化率和苯丙醛选择性分别达到93.4%和82.7%。催化剂循环使用四次,肉桂醛的转化率降低至81.5%,对应的苯丙醛选择性略有提高(85.8%)。XRD表征结果表明,反应前后催化剂的晶相未发生改变,催化剂加氢活性的降低可归因于催化剂粒径的增大。采用沉积沉淀和液相还原相结合的方法制备了Ni3P/γ-Al2O3催化剂。催化剂的最佳制备条件为:负载量为25%,沉积沉淀时间为16 h,0.42 M尿素溶液作沉淀剂,缓冲溶液p H值为5.5,热处理温度为400°C。Ni3P活性相在γ-Al2O3表面高度分散,Ni3P的平均粒径为4.4 nm。在70°C和1.0 MPa H2下反应1 h,肉桂醛转化率和苯丙醛选择性分别为93.7%和90.1%。循环反应四次后,催化活性相Ni3P没有发生变化,均匀分散在γ-Al2O3载体表面,其晶粒尺寸为5.4 nm。积炭覆盖了催化剂表面的部分活性位,从而导致肉桂醛转化率略有降低。
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