非晶态Ni-M/CNMS催化剂的制备及其催化性能研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoyun1111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
利用NCC具有高比面积、独特光学性质、层状排列的手性向列型液晶相为模板剂,诱导自组装制备出CNMS材料,CNMS将左手螺旋层状结构和液晶特性等精确地复制在其中。由于CNMS较大的比表面积、孔径大小可调以及表面存在大量的硅羟基,能够为负载提供更多的活性位点,从而使得无机金属粒子与载体能更好的结合。所以CNMS作为一种具有手性特征的多孔材料,具有潜在的应用价值。松节油是一种常见的植物次级代谢产物,是多种萜烯组成的混合物,其主要成分为α-蒎烯和β-蒎烯,蒎烯催化加氢的产物蒎烷分为顺式和反式蒎烷两种立体异构体,由于顺式蒎烷的活性远高于反式蒎烷,所以工业生产过程中以顺式蒎烷为主,顺式蒎烷是香料工业重要的原料之一,是芳樟醇、二氢月桂烯醇以及其它香料重要的中间体。研究和制备高活性和高选择性的催化剂用于蒎烯的不对称加氢反应,对松节油深加工行业具有重要的意义。本论文以自制的高比表面积,热稳定性良好,化学性质稳定的CNMS为载体,采用化学还原法制备非晶态Ni-M/CNMS负载型催化剂,并用于松节油加氢反应,通过不同表征手段对催化剂进行表征分析,研究催化剂的形貌、结构及性质特征,并进行综合分析,具体实验研究内容如下:(1)以液晶相NCC为模板剂,采用液相协同自组装制备出手性向列型介孔硅CNMS,通过单因素实验考察得出了适宜的制备条件:TOMS为硅源,V(NCC):V(TMOS):V(APS)=500:30:1,p H≈2.5,制备温度为40℃,搅拌速率为200r·min-1。(2)采用GC、GC-MS对加氢产物进行定性定量分析,采用XRD、BET、SEM-EDS、TEM、XPS、GT对载体和催化剂进行表征分析。采用协同自组装,以NCC为手性模板剂成功合成了具有左手螺旋结构的CNMS,该材料呈现多层的介孔硅结构,外表面平整、光滑,内为多孔结构,平均孔径在4.4nm左右,孔容为0.59cm3/g,比表面积为489.32m2/g,并结合SEM、XPS等结果说明非晶态Ni-B、Ni-P已成功负载于CNMS上,活性组分分布均匀,分散性良好,金属粒子球型完整。(3)采用化学还原法制备出非晶态Ni-B/CNMS催化剂,通过单因素和正交试验考察对α-蒎烯加氢催化性能的影响,得到最优的制备条件:n(Ni)/n(B)=1:4,m(Ni)/m(CNMS)=1:3,KBH4溶液的浓度为0.3mol/l,KBH4溶液的p H值为11。并通过单因素和正交试验对α-蒎烯加氢反应的条件进行优化,得到了适宜的工艺条件为:反应温度为120℃、反应压力为4MPa、反应时间为210min、催化剂用量为α-蒎烯用量的5%,进行了三次重现实验,α-蒎烯的转化率平均值为99.57%,顺式蒎烷的选择性平均值为97.28%,顺式蒎烷的收率平均值为96.86%,重现性良好,并用该催化剂连续使用6次后,仍具有较高的活性。(4)采用化学还原法制备出非晶态Ni-P/CNMS催化剂,通过单因素实验和BBD响应曲面法考察了催化剂的最优制备条件考,确定了最适宜的制备条件:m(CNMS)/m(Ni)=3,n(P)/n(Ni)=6,p H=7.85,制备温度=25.52℃。并通过单因素和BBD响应曲面法对α-蒎烯加氢反应的条件进行优化,确定了适宜的工艺条件为:反应时间为110min,反应压力为4.13MPa,反应温度为116℃,催化剂用量为6.78%,并进行了3次重现实验,α-蒎烯的转化率平均值为99.97%,顺式蒎烷的选择性平均值为97.20%,顺式蒎烷的收率平均值为97.17%,重现性良好,并用该催化剂连续使用6次之后,仍具有较高的催化活性。(5)根据表征结果,大致可以分析催化剂失活有如下几个可能原因:失活催化剂活性粒子严重团聚,分散性较差,金属粒子球型损坏,且粒径变大;活性组分流失、氧化,可以从XPS等表征印证,从XPS中可知,Ni价态发生变化,Ni0含量明显下降,Ni0被氧化转为Ni2+,Ni2+比重增大。
其他文献
在海洋工程领域,自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)是实现海洋科学调查、海洋目标监测、深水探查、和海下油气勘探的重要工具。AUV的运动控制技术是其完
随着“十三五”时期的到来,跨区域重大工程项目的需求日益增长,对于区域经济社会发展的重要性也日渐凸显。跨区域重大工程项目是跨越多个省级行政区域,对区域经济乃至整个国
事件抽取是信息抽取中一项重要的技术,该技术可以追溯到上个世纪80年代,随着大数据时代的到来以及自然语言处理技术的迅猛发展,事件抽取逐渐流行起来。事件抽取系统可以帮助
近几年,随着部队抢险救灾任务越来越频繁,救灾物资运输和保障任务日趋繁重。以往的应急救援物资工作模式陈旧,主要依靠大量的手工方式进行作业,不仅效率低下,而且经常会在清
文本分类是自然语言处理领域一项非常重要的基础工作,在学术界与产业界均得到广泛的应用与研究。提升文本表示质量是改进文本分类的重要途径。文本是由字或字符构成词,由词构
随着区域交流和社会经济的快速发展,道路交通运输量迅猛增长,越来越多的道路已经不能满足如今交通量的需求。利用现有老路,将其进行加宽加铺改造已经越来越普遍,对于高路堤加
经典Pawlak粗糙集理论是处理模糊性及不确定性知识的数学工具,在众多领域受到广泛关注,但是其缺乏一定的容错性,而决策粗糙集模型和程度粗糙集模型作为经典Pawlak粗糙集模型
孔雀石是主要的氧化铜矿物,在硫化浮选过程中,硫化钠用量的控制是一个至关重要的因素,一旦过量便会对其浮选造成抑制,从而影响其浮选效果。本论文是针对孔雀石在硫化浮选过程
随着汽车电子行业的发展,车载娱乐设备也变得越来越智能化,在驾驶员使用这些设备的同时,对于安全驾驶也提出更高的要求,其中在人机交互系统中衍生出一种可以脱离传统需要人机
在高纬度、高海拔的寒冷地区,混凝土结构普遍存在冻融破坏现象,冻融损伤不仅降低混凝土结构的力学性能,而且缩短其使用寿命,甚至对人民生命财产安全造成极大的威胁,因此必须