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·1676· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷
RuO 2 (3d 5/2 为 281.6 eV, 3d 3/2 为 286.5 eV),其中
Ru-PEG 7.5 /NaY(图 4a)催化剂表面存在近 63%(摩
0
尔分数)的金属 Ru ,而 Ru/NaY(图 4b)催化剂表
0
面的金属 Ru 仅有 48%(摩尔分数)。这说明添加适
量的分散剂 PEG 有助于降低 Ru 粒子与载体之间的
相互作用力,增加催化剂表面较易还原的 RuO 2 的数
0
量,从而提高金属 Ru 的含量和催化剂的加氢活性,
该结论与 TPR 结果一致。
图 3 Ru-PEG 7.5 /NaY 与 Ru/NaY 催化剂前驱体的 TPR 谱图
Fig. 3 TPR profiles of Ru-PEG 7.5 /NaY and Ru/NaY precursors
由图 3 可以发现,Ru-PEG 7.5 /NaY 与 Ru/NaY 催
化剂前驱体均表现为正常的“双峰”还原过程,
Ru/NaY 催化剂前驱体分别在 180 ℃和 510 ℃左右
出现耗氢峰 [14-15] ;而 Ru-PEG 7.5 /NaY 催化剂前驱体
分别在 140 ℃和 460 ℃左右出现耗氢峰,还原温度
较 Ru/NaY 前驱体有所降低,且 140 ℃处的峰明显
升高,表明适量 PEG 可以有效降低 Ru 粒子与载体
之间的相互作用力,使得 Ru-PEG 7.5 /NaY 催化剂前
驱体表面产生了更多较易还原的 RuO 2 ,因而经还原
后的 Ru-PEG 7.5 / NaY 催化剂中 w(Ru)=2.24%,明显
高于 Ru/NaY 催化剂〔w(Ru)=2.03%〕,且分散状
况优势明显。
2.1.5 XPS 结果
采用 X 射线光电子能谱技术对催化剂表面 Ru
的存在状态进行了研究,图 4 为经还原后 Ru-PEG 7.5 /
NaY 与 Ru/NaY 催化剂的 C 1s 和 Ru 3d 的 XPS 谱图。 图 4 Ru-PEG 7.5 /NaY(a)与 Ru/NaY(b)催化剂 C 1s
由于轨道-耦合作用,Ru 的谱图一般包含 Ru 3d 5/2 和 Ru 3d 的 XPS 谱图
和 Ru 3d 3/2 两个峰 [15-17] ,且 Ru 3d 3/2 与 C 1s 峰重叠, Fig. 4 XPS spectra of C 1s region and Ru 3d region of Ru-
碳污染来自抽真空过程中真空泵里面长链烷烃的反 PEG 7.5 /NaY (a) and Ru/NaY (b) catalyst
应扩散。由图 4 可知,C 1s 峰均位于 285.0 eV,且峰 2.2 不同催化剂的性能比较
面积相近;而 Ru 以两种状态存在于催化剂表面 [16] , 不同催化剂催化对硝基甲苯加氢制对甲基环己
0
分别是 Ru (3d 5/2 为 280.6 eV, 3d 3/2 为 284.6 eV)和 胺的活性如表 2 所示。
表 2 不同 Ru 催化剂的催化性能对比
Table 2 Catalytic performances of different Ru catalysts
选择性/%
催化剂 PNT 转化率/%
PMC 1,2-二(4-甲基环己基)肼 4,4'-二甲基二环己胺 其他产物
PEG/NaY 0 0 0 0 0
Ru/NaY 99.7 66.8 30.3 0.9 2.0
Ru-PEG 4.0/NaY 99.9 75.7 21.3 1.2 1.8
Ru-PEG 7.5/NaY 100.0 95.0 2.8 1.4 0.8
Ru-PEG 11.0/NaY 99.9 90.2 7.1 1.0 1.7
Ru-PEG 15.0/NaY 99.8 80.8 17.7 0.4 1.1
由表 2 可以看出,PEG 用量对 Ru-PEG x /NaY 催 中 Ru-PEG 7.5 /NaY 催化剂的性能最优,对应的对硝
化剂性能的影响很大,随着 PEG 用量的增加,PNT 基甲苯(PNT)的转化率为 100%,对甲基环己胺
转化率和 PMC 选择性均呈先增大后减小的趋势,其 (PMC)的选择性高达 95.0%;而在相同反应条件