贵金属对NM/WO_3-ZrO_2(NM=Ru,Rh和Pd)催化乙烯直接氧化制乙酸反应的影响

 研究了负载 Ru, Rh 和 Pd 的 WO3-ZrO2 催化剂在乙烯直接氧化制乙酸反应中的催化性能. 结果显示, 负载的贵金属对催化剂的催化性能有非常重要的影响. Rh/WO3-ZrO2 催化剂具有最高的乙烯转化率, 而 Ru/WO3-ZrO2 催化剂对反应几乎没有活性. H2 化学吸附结果显示, 高的催化性能来源于高的金属分散度. Pd/WO3-ZrO2 催化剂显示了最高的乙酸选择性 (75%), 而其它两个催化剂的乙酸选择性都非常低 (~10%). 程序升温氧化和程序升温还原结果显示, 贵金属–O 键的键强对产物的选择性具有重要的影响. 弱的贵金属–O 键可以通过将氧插入到乙烯和/或乙醛中而有利于乙酸的生成, 而强的贵金属–O 键会导致乙烯完全氧化为 COx.     

固体强酸催化剂Pd/WO3-ZrO2的制备及其对正庚烷异构化反应的催化性能

 采用共沉淀方法制备了固体酸载体WO3-ZrO2,考察了W含量和焙烧温度等对WO3-ZrO2酸性和物相结构的影响,并且考察了Pd/WO3-ZrO2催化剂对正庚烷异构化反应的催化性能. 结果表明,Pd/WO3-ZrO2催化剂的催化性能与固体强酸的W含量及晶相结构密切相关. 在w(W)=13.2%～15.8%时,经700～800 ℃焙烧,WO3在ZrO2表面达到单层分散,且大部分ZrO2以四方晶相存在,所制备的0.5%Pd/WO3-ZrO2对正庚烷异构化反应的催化活性可达到70.4%,选择性可达到81.0%.     

制备过程对 Pd-SiW12/SiO2 催化剂在乙烯选择氧化制乙酸反应中催化性能的影响

 采用不同负载顺序或制备过程制备了 Pd-SiW12/SiO2 催化剂, 考察了它们在乙烯直接氧化制乙酸反应中的催化性能. 结果表明, Pd 和 SiW12 的负载顺序与 Pd 负载后的处理条件对 Pd-SiW12/SiO2 催化剂上 Pd 的分散度影响较大, 但对催化剂表面 B 酸量影响不大, 而 Pd 分散度较高时, 相应催化剂活性较高. 将 Pd 和 SiW12 同时负载于 SiO2 上时, 催化剂表现出较高的催化乙烯直接氧化制乙酸反应活性.     

Pd-SiW12/SiO2催化剂上乙烯直接氧化制乙酸的反应机理

 利用积分反应器和微分反应器对Pd－SiW12／SiO2催化剂上乙烯直接氧化生成乙酸的反应机理进行了探讨．乙烯在积分反应中氧化的主要产物为乙酸（选择性为77．6％），很少生成乙醛（选择性仅为8．1％）；而在微分反应中氧化的主要产物是乙醛（选择性为98．4％）．在微分反应中分别以乙醛和乙醇为主反应物时，乙醛氧化完全生成乙酸，选择性为100％，而乙醇氧化生成乙酸的选择性低于0．15％．可以认为，在Pd－SiW12／SiO2催化剂上，水蒸气存在下乙烯主要经由中间物乙醛而生成乙酸．通过对含有不同组分和不同还原条件处理的催化剂活性的比较，认为目的反应主要发生在Pd与SiW12相互接触的部位，催化剂中的Pd0是活性Pd物种的主要形态．     

Pd-SiW12/SiO2催化乙烯气相直接氧化制乙酸:SiO2孔结构的影响

采用二三种不同孔结构的Si02制备了Pd-SiW12/SiO2催化剂,通过x射线衍射、N2物理吸附、吡啶吸附红外光谱以及H2脉冲化学吸附对催化剂进行了表征,并考察了Pd-SiW12/SiO2催化剂上乙烯直接氧化制乙酸反应性能.结果表明,以孔径较大的粗孔硅胶为载体制备的Pd-SiW12/SiO2催化剂显示出最高的催化活性,乙酸收率为145.2g/(L·h).这是由于Pd在粗孔硅胶载体表面良好的分散使其具有较高的催化活性.     

乙烯直接氧化制乙酸催化剂Pd-H3PO4-Cu/Al2O3的研究

以浸渍法制备了一系列不同Pd担载量的Pd-H3PO4-Cu／Al2O3催化剂，采用微型固定床反应器对乙烯直接氧化合成乙酸工艺进行了活性评价．考查了Pd含量、不同助剂的添加、Cu氧化物含量等对催化剂性能的影响并采用TPR，SEM等方法进行了结构表征．实验结果表明：各组分含量为ωpd=3％，ωH3PO4=50％，ωCu=9．5％时，该催化剂具有较理想的活性与选择性．在反应温度为200℃、压力为0．8Mpa、原料气物质的量比为n(C2H4)：n(O2)：n(N2)：n(H2O)=50：6：14：30的条件下，乙烯的转化率与乙酸的选择性分别达3．8％和86．3％。在Pd-H3PO4／Al2O3催化剂中引入Cu的化合物后，不仅提高了催化剂的活性，而且催化剂的稳定性也有显提高．     

钙改性的Pd/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂催化甲醇裂解反应

采用共沉淀法制备了未改性的和Ca掺杂的CeO2-ZrO2-Al2O3样品,进一步用浸渍法制备了Pd/CeO2-ZrO2-Al2O3(Pd/CZA)和Pd/CeO2-ZrO2-Al2O3-CaO (Pd/CZACa)催化剂.运用X射线衍射、N2吸附-脱附、储氧量测定、CO化学吸附、NH3程序升温脱附、CO2程序升温脱附、...     

SrO对Al2O3-ZrO2热稳定性及负载Pd催化剂氧化性能的影响

考察了SrO对A12O3-ZrO2载体热稳定性和负载钯催化剂氧化性能的影响，并运用BET、XRD、TPR、TPD等手段对催化剂进行了表征．研究结果表明SrO的添加能提高A12O3-ZrO2载体热稳定性，抑制高温下A12O3的烧结和a相变，降低负载钯催化剂的还原温度及CO、CO2脱附温度，提高钯催化剂对CO和C3H8的氧化活性．     

LiCl/SO2-4-ZrO2催化剂上乙烷氧化脱氢制乙烯

 用辅以回流处理的两步法制备硫酸化氧化锆(SO2-4-ZrO2), 再用浸渍法制备Li质量含量为0.5%～15%的LiCl/SO2-4-ZrO2催化剂. 650 ℃时,在Li含量为15%的催化剂上,获得了90.6%的乙烷转化率、85.9%的乙烯选择性和77.8%的乙烯收率,在24 h的实验考察中,乙烯的收率一直保持在71%以上. 采用X射线粉末衍射、低温N2吸附、程序升温脱附和X射线光电子能谱等对催化剂的体相结构、比表面积、表面酸碱性和表面元素组成等进行了表征. 结果表明, LiCl的添加使催化剂中四方相ZrO2的含量降低,比表面积减小,表面酸性减弱,乙烷氧化脱氢催化性能明显提高,但ZrO2的体相结构对其催化性能没有明显影响. 随着反应时间的延长, LiCl慢慢流失,催化剂的乙烯选择性逐渐下降. 与未经回流处理制得的硫酸化二氧化锆相比,采用回流处理后的ZrO2制得的SO2-4-ZrO2具有较大的比表面积,单位质量的样品可负载更多的LiCl, 有利于延缓催化剂活性因LiCl流失而下降.     

Effect of Structure of Pd/WO3-ZrO2 Catalyst on Its Activity for Direct Oxidation of Ethylene to Acetic Acid

A series of 1%Pd/WO₃-ZrO₂ catalysts with different W/Zr ratios and calcination temperatures of WO₃-ZrO₂ were prepared by an impregnation method. Their crystal structure, surface state, and acidity were determined using X-ray diffraction, N₂ adsorption, NH₃ temperature-programmed desorption, pyridine infrared spectroscopy, and temperature-programmed reduction. Special attention was paid to the surface states of tungsten and palladium under different preparation conditions. The results revealed that WO_x surface species underwent a transformation from polytungstate species to coexistent polytungstate/crystalline WO₃ and further to crystalline WO₃ particles with increase of W/Zr ratio and calcination temperature. The W/Zr = 0.2 sample calcined at 1 073 K showed the maximum amount of polytungstates, which were responsible for the excellent activity. Moreover, the state of palladium was only dependent on the calcination temperature. Well-dispersed Pd species were responsible for high selectivity to acetic acid, and large metallic Pd particles were favorable for ethylene combustion.     

载体和担载酸对乙烯直接氧化合成乙酸反应的影响

 在固定床流动反应器上研究了Pd－酸／载体体系催化乙烯直接氧\r\n化合成乙酸的反应，并对载体相同但担载酸强度不同的催化剂的催化活\r\n性进行了比较．结果表明，担载酸的强度明显影响催化剂的活性，酸强\r\n度越大其催化活性越高．用NH3－TPD和异丙醇脱水探针反应表征了二氧\r\n化硅、活性碳和酸性白土三种载体担载的Pd－H4SiW12催化剂的酸性，\r\n并测试了三种催化剂的催化活性．结果表明，载体通过影响担载酸的强\r\n度而影响催化剂的活性，载体上的强酸中心越多，催化剂的活性越高．\r\n测定了二氧化硅、活性碳和酸性白土三种载体担载的Pd－H4SiW12催化\r\n剂上Pd的分散度，并与其催化活性相关联．结果表明，决定乙烯直接氧\r\n化生成乙酸反应活性的主要因素是催化剂的酸强度而不是Pd的分散度．     

Effect of Support and Acidity of Catalyst on the Direct Oxidation of Ethylene to Acetic Acid

The selective oxidation of ethylene to acetic acid was investigated on Pd-acid/ support catalyst system. The catalytic activity is influenced strongly by the acidity of the catalyst. The stronger the catalyst acidity the higher the catalytic activity. The nature of the support also influences the activity of the catalyst substantially. The catalyst has highest activity when it exhibits highest acidity on silica.     

乙烯直接氧化制乙酸的研究Ⅱ．助剂对Pd－Se／H4SiW12O40／SiO2催化性能的影响

 研究了不同助剂促进的负载型Pd－Se／H4SiW12O40／SiO2催化剂对乙烯直接氧化制乙酸反应的影响．采用固定床微反装置评价了催化剂的性能，并采用C2H4和O2吸附量测定、吸附C2H4的TPD－MS和TPSR－MS等技术对催化剂进行了表征．结果表明，以SiO2为载体，以硅钨酸为助剂，Pd－Se－Na－Ru组成的催化剂体系其催化性能比文献报道的结果明显提高．在原料气配比n（C2H4）∶n（N2）∶n（O2）∶n（H2O）＝55∶14∶9∶22，反应物空速GHSV＝3844h－1，反应压力p＝1．4MPa，反应温度θ＝155℃条件下，乙烯的转化率和乙酸的选择性分别为8．0％和87．4％，乙酸的单程时空产率达372．0g／（L·h）．吸附量测定表明，吸附在催化剂表面上的C2H4／O2比值高对于提高乙酸的选择性是有利的．     

Direct Oxidation of Ethene to Acetic Acid

Compared with the chemical processes of naphtha oxidation, n-butane oxidation, methanol carbonylation and acetaldehyde oxidation currently used in the manufacture of acetic acid, direct selective oxidation of ethene to acetic acid is a very attractive process1,2. Uchida et al.3,5 and Denko4 have reported a highly active catalyst system which produces acetic acid with 240 g/h(L of the STY and 86.4% of selectivity. The catalyst system consisted of 2% of Pd by weight, 0.02 of the mole ratio of …