纳米Ru-Mn/ZrO2催化剂上苯选择加氢制环己烯

采用共沉淀法制备了一系列不同Mn含量的纳米Ru-Mn催化剂,考察了纳米ZrO₂作分散剂时它们催化苯选择加氢制环己烯的反应性能,并采用X射线衍射、透射电镜、N₂物理吸附、X射线荧光、原子吸收光谱和俄歇电子能谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,Ru-Mn催化剂上Mn以Mn₃O₄存在于Ru的表面上.在加氢过程中,Mn₃O₄可以与浆液中ZnSO₄发生化学反应生成一种难溶性的(Zn(OH)₂)₃(ZnSO₄)(H₂O)₃盐.该盐易化学吸附在Ru催化剂表面上,从而在提高Ru催化剂上环己烯选择性起关键作用.当催化剂中Mn含量为5.4%时,环己烯收率为61.3%,同时具有良好的稳定性和重复使用性能.     

纳米 ZrO2 作分散剂的 Ru-Zn 催化剂上苯选择加氢制环己烯

 采用水热法合成了比表面积分别为 34 和 87 m2/g 的 ZrO2 样品 (分别记为 ZrO2-34 和 ZrO2-87), 并考察了它们作分散剂时 Ru-Zn 催化剂上苯选择加氢制环己烯反应的性能. 结果表明, 两个 ZrO2 样品具有相近的纯度和物相, 晶粒粒径分别为 21.6 和 11.4 nm. 其中 ZrO2-34 具有较小的比表面积、较大的孔径、较小的粒径、集中的粒度分布和较大的堆密度, 因而更适合用作苯选择加氢制环己烯 Ru-Zn 催化剂的分散剂, 且循环使用多次催化剂仍表现出较高的选择性和稳定性.     

苯选择加氢制环己烯Ru-Co-B/ZrO2催化剂的研究

对苯选择加氢制环己烯催化剂的研究,关键是选择性,这方面已经有不少文献报道[1,2],但具有工业应用价值的甚少。此外,载体也是影响环己烯选择性的一个重要因素。本文用化学还原法制备了Ru Co B/ZrO2催化剂,研究了助剂Co和载体ZrO2含量及还原剂对苯选择加氢制环己烯催化性能的影响。1　实验部分1 1　催化剂制备分别用KBH4和甲醛作还原剂,采用化学还原法制备出Ru Co B/ZrO2和Ru Co/ZrO2催化剂。其中RuCl3·xH2O和过渡金属Co盐分别作为活性组分和助剂的前体,纳米级ZrO2作分散剂,所得催化剂为黑色固体粉末。1 2　催化剂性能测试F…     

串联双釜连续反应装置中Ru-Co-B/ZrO2上苯选择加氢制环己烯

采用化学还原法制备了苯选择加氢制环己烯催化剂Ru-B/ZrO₂,考察了Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn等过渡金属的添加对Ru-B/ZrO₂催化剂性能的影响.结果表明,这些过渡金属的添加均可提高Ru-B/ZrO₂催化剂中的B含量.B的修饰及第二种金属或金属氧化物的集团效应和配位效应导致Ru-B/ZrO₂催化剂活性降低和环己烯选择性升高.当Co/Ru原子比为0.06时,Ru-Co-B/ZrO₂催化剂上反应25min苯转化率为75.8%时,环己烯选择性和收率分别为82.8%和62.8%.在双釜串联连续反应器中和优化反应条件下,Ru-Co-B/ZrO₂催化剂使用419h内苯转化率稳定在40%左右,环己烯选择性和收率分别稳定在73%和30%左右.     

用于苯选择加氢制环己烯的非晶态合金Ru-La-B/ZrO2催化剂的失活与再生

 研究了在中试装置上经长期运转后的非晶态合金Ru-La-B/ZrO2催化剂的失活原因与再生方法. 结果表明: 催化剂失活不是由微孔堵塞、比表面积减小、晶粒长大或催化剂中毒而引起的,而是由于在长期运转过程中催化剂吸附了反应浆液中的Zn2+ 和反应器壁引入的Fe2+ , 通过酸洗的方法可以使催化剂的活性和选择性基本恢复.     

ZnSO4和La2O3作共修饰剂单金属Ru催化剂上苯选择加氢制环己烯

用沉淀法制备了单金属纳米Ru（0）催化剂,考察了ZnSO₄和La₂O₃作共修饰剂对该催化剂催化苯选择加氢制环己烯性能的影响,并用X射线衍射（XRD）、X射线荧光（XRF）光谱、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、透射电镜（TEM）和N₂物理吸附等手段对加氢前后催化剂进行了表征. 结果表明,在ZnSO₄存在下,随着添加碱性La₂O₃量的增加,ZnSO₄水解生成的（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）_x（x=1,3）盐量增加,催化剂活性单调降低,环己烯选择性单调升高. 当La₂O₃/Ru 物质的量比为0.075 时,Ru催化剂上苯转化率为77.6%,环己烯选择性和收率分别为75.2%和58.4%. 且该催化体系具有良好的重复使用性能. 传质计算结果表明,苯、环己烯和氢气的液-固扩散限制和孔内扩散限制都可忽略. 因此,高环己烯选择性和收率的获得不能简单归结为物理效应,而与催化剂的结构和催化体系密切相关. 根据实验结果,我们推测在化学吸附有（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）_x（x=1,3）盐的Ru（0）催化剂有两种活化苯的活性位：Ru⁰和Zn²⁺. 因为Zn²⁺将部分电子转移给了Ru,Zn²⁺活化苯的能力比Ru⁰弱. 同时由于Ru和Zn²⁺的原子半径接近,Zn²⁺可以覆盖一部分Ru⁰活性位,导致解离H₂的Ru⁰活性位减少. 这导致了Zn²⁺上活化的苯只能加氢生成环己烯和Ru（0）催化剂活性的降低. 本文利用双活性位模型来解释Ru基催化剂上的苯加氢反应,并用Hückel分子轨道理论说明了该模型的合理性.     

沉淀法制备苯选择加氢制环己烯双助剂Ru系催化剂研究

用沉淀法制备了苯选择加氢制环己烯双助剂Ru系催化剂．其中Ru为活性组分，Zn和La为助剂，ZrO2为分散剂．研究了Ru／ZrO2比、Zn和La及其含量、ZnSO4及碱金属离子等对催化剂性能的影响．结果表明，Ru／ZrO2=10％、(Zn La)／Ru=8％、La／Zn=1：3，加入ZnSO4且保留碱金属离子，Ru—La—Zn／ZrO2催化剂不但具有较高的活性选择性，而且具有很好的沉降分离性能．运用TPR、XRD、BET比表面测定等技术对催化剂进行了表征，并对双助剂Ru—La—Zn／ZrO2的催化作用给予了解释．     

反应修饰剂ZnSO4和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响

共沉淀法制备了Ru-Zn催化剂,考察了反应修饰剂ZnSO₄和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响。结果表明,反应修饰剂ZnSO₄可以与Ru-Zn催化剂中助剂ZnO反应生成（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐。随反应修饰剂ZnSO₄浓度增加,（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐量的逐渐增加,Ru-Zn催化剂活性逐渐降低,环己烯选择性逐渐升高。因为（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐中的Zn²⁺可以使Ru变为有利环己烯生成的缺电子的Ru^δ+物种,而且还可以占据不适宜环己烯生成的强Ru活性位。但当反应修饰剂ZnSO₄浓度高于0.41 mol·L^-1后,继续增加ZnSO₄浓度,由于Zn²⁺水解浆液酸性太强,可以溶解部分（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐,Ru-Zn催化剂活性升高,环己烯选择性降低。但环己烯选择性却略微降低,这是由于ZnSO₄溶液中大量的Zn²⁺可以与生成的环己烯形成配合物,稳定生成的环己烯,抑制生成的环己烯再吸附到催化剂表面并加氢生成环己烷。在ZnSO₄最佳浓度0.61 mol·L^-1下对Ru-Zn催化剂预处理15 h,Ru-Zn催化剂中助剂ZnO可以与ZnSO₄完全反应生成（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐,在该催化剂上25 min苯转化68.2%时环己烯选择性和收率分别为80.2%和54.7%。而且该催化剂具有良好的稳定性和重复使用性能。     

二乙醇胺作添加剂Ru-Zn催化剂上苯选择加氢制环己烯

采用共沉淀法制备了Ru-Zn催化剂,考察了二乙醇胺的添加对Ru-Zn催化剂上苯选择加氢制环己烯性能的影响,并采用N2物理吸附、透射电镜、X射线衍射、X射线荧光、傅里叶变换红外和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征.结果表明,二乙醇胺可以与浆液中ZnSO4反应生成(Zn(OH)2)3(ZnSO4)(H2O)3和硫酸二乙醇胺盐.随着二乙醇胺用量的增加,化学吸附在催化剂表面的(Zn(OH)2)3(ZnSO4)(H2O)3增多,它与硫酸二乙醇胺盐的协同作用提高了Ru-Zn(4.9%)催化剂上苯选择加氢生成环己烯的选择性.当二乙醇胺用量为0.3g时,(Zn(OH)2)3(ZnSO4)(H2O)3在Ru-Zn(4.9%)催化剂加氢后样品的表面高度分散,反应性能最佳,循环使用第3次时苯转化率为84.3%,环己烯选择性和收率分别达75.5%和63.6%;使用至第4次时,反应25min时苯转化率和环己烯选择性仍可达75%以上,环己烯收率为58%以上.     

液相法Ru-M-B/ZrO2催化苯选择加氢制环己烯反应条件的研究

 在与进口催化剂完全相同的条件下评价了用化学还原法制备的Ru－M－B／ZrO2（M＝Zn，Fe）催化剂的催化性能．结果表明，Ru－M－B／ZrO2的活性指数为343．9，苯转化率为40％时环己烯选择性为85．3％，均超过已工业化及文献报道的催化剂的最高水平．活性组分Ru的晶粒度约为5nm，与进口催化剂接近．确定了Ru－M－B／ZrO2催化剂上苯选择加氢反应适宜的温度为140℃左右，合适的氢压为4～5MPa，并从热力学和动力学的角度进行了分析．预处理可使Ru－M－B／ZrO2催化剂的活性降低，但使其选择性升高，并从反应机理的角度进行了讨论．     

Study on the Nanosized Amorphous Ru-Fe-B/ZrO2 Alloy Catalyst for Benzene Selective Hydrogenation to Cyclohexene

A novel nanosized amorphous Ru-Fe-B/ZrO2 alloy catalyst for benzene selective hydrogenation to cyclohexene was investigated. The superior properties of this catalyst were attributed to the combination of the nanosize and the amorphous character as well as to its textural character. In addition, the concentration of zinc ions, the content of ZrO2 in the slurry, and the pretreatment of the catalyst were found to be effective in improving the activity and the selectivity of the catalyst.     

非晶Ru-C0/ZrO2催化苯加氢制备环己烯

催化加氢反应;非晶态;非晶Ru-C0/ZrO2催化苯加氢制备环己烯     

Study of a Ru-La/ZrO_2 Catalyst Prepared by Precipitation Method for Selective Hydrogenation of Benzene to Cyclohexene

1. Introduction Cyclohexene as an important intermediate prod- uct is widely used in chemical productions. The process of selective hydrogenation of benzene to cyclo- hexene has been an important research topic in green chemistry owing to its atomic economy and clean production [1]. In order to attain greater economic benefits, researchers are searching for a new catalytic system that is high in activity and selectivity, simple in technology, and low in cost. In this respect, some progresses h…     

Study of a Ru-La/Zr02 Catalyst Prepared by Precipitation Method for Selective Hydrogenation of Benzene to Cyclohexene

A Ru-La/ZrO2 catalyst was prepared by the precipitation method, in which Ru was an active component, La was a promoter and ZrO2 was a dispersant. Comparing with the catalyst prepared by the chemical reduction method, the Ru-La/ZrO2 exhibited higher activity and better selectivity. At 140 ℃ and hydrogen pressure of 5 MPa, the C6H10 selectivity reached 70% at a C6H6 conversion of 35% for a reaction time was 5 min and the total La/Ru loading was 10%. Textural parameters of the catalyst were obtained by physical adsorption, BET surface area and specific pore volume measurements. The catalyst sample gave a BET area of 41 m2/g and a specific pore volume of 1.1 cm^3/g, and the most probable pore distribution was located at 5 to 10 nm. H2-TPR measurements showed that ruthenium oxide could be reduced to its metallic state at about 403 K. XRD determinations indicated that ruthenium and lanthanum were highly dispersed on the zirconia. A significant advantage of the Ru-La/ZrO2 catalyst is that it can be used directly in its unreduced state for the selective hydrogenation of benzene.     

Ru-Zn/ZrO2催化剂在苯部分加氢反应中的孔径效应

采用沉淀法和溶剂热法合成了三种具有相同晶型但不同孔径的四方ZrO₂（t-ZrO₂）,以此为载体,采用沉积沉淀-硫酸锌溶液中还原的方法制备了Ru-Zn/ZrO₂催化剂,考察了Ru-Zn/ZrO₂催化剂的孔径对苯部分加氢性能的影响.采用粉末X射线衍射（XRD）、N₂物理吸附、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）、CO化学吸附、X射线光电子能谱（XPS）、X射线吸收近边结构（XANES）、X射线激发俄歇电子能谱（XAES）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）和透射电子显微镜（TEM）等手段对载体和催化剂进行了系统的表征.研究表明,在苯部分加氢反应中,Ru-Zn/ZrO₂催化剂的孔径对环己烯的选择性有显著影响.随催化剂孔径的增大,苯的转换频率（TOF）基本不变,环己烯初始选择性（S₀）则逐渐升高,孔径为11.7 nm的ZrO₂（ZrO₂（11.7））负载的Ru-Zn/ZrO₂（11.7）催化剂的S₀及得率最高,分别可达88%和54%.结合催化剂的表征和加氢结果,讨论了孔径影响苯部分加氢活性和选择性的原因.     

RuB-PVP胶态催化剂的制备及苯选择加氢性能研究

系统研究了制备时间、Ru/PVP(聚乙烯吡咯烷酮)比及钌浓度对PVP稳定的RuB胶态催化剂粒径及分布的影响; 制备了粒径在1.3～3.9 nm的RuB-PVP催化剂, 研究了不同粒径的催化剂对苯选择加氢反应的影响. 结果表明RuB粒径越小, 催化剂的苯选择加氢性能越好. 在粒径为1.3 nm的RuB-PVP催化剂上, 环己烯得率达到16.8%. 在无机添加剂ZnSO₄的存在下, 环己烯得率可进一步提高至23.2%. 在相同实验条件下, 无PVP稳定的RuB催化剂上的苯选择加氢性能则远低于RuB-PVP胶态催化剂.     

负载型钌基催化剂催化苯选择加氢合成环己烯

沉淀法制备的钌基催化剂催化苯选择加氢的工艺已成熟并工业化,新型高活性、高选择性的负载型催化剂因其独特的性质成为目前新的研究方向.本文重点讨论了负载型钌基催化剂制备过程中载体种类、载体修饰、活性组分和负载量等因素对催化剂活性、选择性等方面的影响,同时也介绍了反应温度、压力、转速和添加剂等因素对催化剂活性、选择性等方面的影响.     

液相法苯选择加氢制环己烯催化反应动力学方程

 测定了Ru－M－B／ZrO2催化剂上选择加氢制环己烯反应过程中苯、环己烯及环己烷浓度随时间变化的c～t曲线，获得了苯选择加氢制环己烯反应中各步反应的级数和速率常数等动力学参数．结果给出，苯转化的反应级数对苯为1，对氢低压下为2，高压下为0；环己烯继续加氢生成环己烷的反应级数对环己烯为0，对氢低压下为2，高压下为0．在此基础上建立了苯选择加氢制环己烯各步反应的动力学方程，并对动力学方程进行了验证．