铂催化巴豆醇选择性加氢(一):载体的影响

2016-08-12
研发部

                                     不同载体负载铂催化剂的气相巴豆醛选择性加氢的催化性能

  在贵金属催化剂中,负载型Pt催化剂在巴豆醛选择性加氢反应中表现出较好的催化性能,是该领域研究较为广泛的一类催化剂。影响Pt催化剂的巴豆醛选择性加氢性能的因素主要有载体、助剂、铂粒子尺寸以及铂前驱体等。

       载体是担载主活性组分的骨架,是催化剂表面酸性中心的主要来源,影响着催化剂活性和产物选择性。下表是不同载体负载铂催化剂的气相巴豆醛选择性加氢性能。可以看出,α型三氧化二镓(α-Ga2O3)负载Pt催化剂的巴豆醇选择性(91%)明显高于其他载体的催化剂,其原因是载体α-Ga2O3具有特殊的六面体结构,能使Pt粒子较规则地分布在载体上,而且α-Ga2O3表面的部分还原,也促进了Pt/α-Ga2O3催化剂对巴豆醛中C=O键的选择性加氢。

       氧化锌、二氧化锡负载Pt催化剂的巴豆醇选择性也较高,这是由于催化剂还原预处理后,在Zn、Sn和Pt之间形成有利于巴豆醇生成的Pt-Zn、Pt-Sn合金;而二氧化铈、二氧化钛负载Pt催化剂的高活性和选择性归因于金属与载体间的强相互作用(SMSI)和载体的部分还原。但是惰性载体,如三氧化二铝、石墨负载Pt催化剂虽然催化活性很高(巴豆醛转化率高),然而巴豆醇选择性却很低。

       综合载体对Pt催化剂上巴豆醛选择性加氢的影响,可以看出,能与贵金属Pt形成强相互作用的载体,其负载Pt后对巴豆醇的选择性较高;而不能与贵金属Pt形成强相互作用的惰性载体,其负载Pt后对巴豆醇的选择性较低。贵金属Pt与载体之间的强相互作用又分为两类,其一是可部分还原的载体,如TiO2、CeO2。当它们被还原后会形成缺电子的Lewis酸位,有利于部分极化C=O键中O原子吸附,从而促进巴豆醇的选择性提高;其二是与贵金属Pt形成合金的载体,如在ZnO、SnO2,当形成Pt-Zn或Pt-Sn合金时,Pt原子上带有部分负电荷,有利于部分极化C=O键中C原子吸附,进而促进巴豆醇的选择性提高。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司