新型苯加氢制环己烯Ru-B/Zn_xZr_yO_z催化剂的制备及表征

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环己烯是一种重要的有机化工原料,具有广泛的用途,特别是用于尼龙-6、尼龙-66、聚酰胺、聚酯和其他精细化学品的生产,而采用苯选择性加氢制环己烯是一条流程短,节能高效,绿色环保的工艺路线,具有极大的市场前景,而催化剂是该工艺的关键之所在,本文对苯选择性加氢的负载型Ru催化剂进行了研究。首先,以纳米级炭黑为模板剂制备不同Zn/Zr的Ru-B/ZnxZryOz载体,并对其进行了各种表征,其中XRD结果显示该载体中ZrO2为四方型,XRD和TEM结果表明载体的微晶粒径为纳米级,N2吸附的结果显示不同Zn/Zr的载体具有相近的孔径、孔体积以及比表面积。其次,以NaBH4作为还原剂,采用化学还原法制备Ru-B/Ru-B/ZnxZryOz催化剂,并对其进行了各种表征,XRD、DSC结果显示Ru活性组分高度分散于载体上且为非晶合金。对以Zn1Zr1O3、Zn1Zr5O11、Zn1Zr10O21为载体制备负载量为8%的催化剂进行DSC分析发现,随着载体中Zr含量的增加催化剂的热稳定性不断提高。对以Zn1Zr10O21为载体制备负载量为4%、8%、12%的催化剂进行DSC分析发现,催化剂的热稳定性随着负载量的增加而有所降低。最后,考察了各种工艺条件对反应的影响,结果表明在考察的条件范围内较佳工艺条件为反应温度140oC、氢气压力4MPa、ZnSO4添加量19.6g(水的用量为280mL),预处理2h。在较佳工艺条件下,考察了催化剂用量、Ru负载量、载体中Zn/Zr比对催化剂性能的影响,实验表明,当催化剂用量为4g(苯的用量为140mL),Ru负载量为8%,Zn/Zr为1/10时,反应效果最优,环己烯最大收率可达43%,对应苯的转化率为74%,环己烯选择性为58%。
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