Page 86 - 《精细化工》2019年第11期

第 36 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.36, No.11
2019 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2019

催化与分离提纯技术
纳米 Ni-B/TiO -ZrO 催化剂的制备及其加氢性能
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宋爽爽，蒋丽红 ，王亚明，郑燕娥，包宇辉，申 晨
（昆明理工大学 化学工程学院，云南 昆明 650500）

摘要：采用溶胶-凝胶法制备复合载体 TiO 2 -ZrO 2 ，并通过金属诱导化学镀法制备负载型催化剂 Ni-B/TiO 2 -ZrO 2 ，
以松香加氢为探针反应，通过单因素实验对载体制备过程、催化剂制备过程进行了优化，得到适宜的载体制备
条件为：Zr/Ti 物质的量比为 0.6、焙烧温度为 550 ℃、焙烧时间 4 h；催化剂制备条件：制备温度为 50 ℃、微
波升温时间为 3 min、n(Ni)∶n(B)=1∶2。结果表明：该条件下制备的催化剂用于松香加氢反应，枞酸型树脂酸
转化率达 99%以上，且可重复使用 7 次。以 XRD、XPS、TEM、BET 为表征手段，对催化剂失活前后的结构与
性能进行了分析，结果表明：Ni-B 以非晶态的形式负载在 TiO 2 -ZrO 2 载体上，分散性较好，平均粒径约为 25 nm。
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而失活催化剂上 Ni 、B 含量均下降，出现活性组分流失、氧化等现象，这可能是导致催化剂失活的主要原因。
关键词：复合纳米载体；Ni-B；非晶态催化剂；松香；加氢；催化技术
中图分类号：TQ333 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 11-2234-09

Preparation of Nano Ni-B/TiO 2-ZrO 2 Catalyst and Its
Performance for Rosin Hydrogenation

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SONG Shuang-shuang, JIANG Li-hong , WANG Ya-ming,
ZHENG Yan-e, BAO Yu-hui, SHEN Chen
（Faculty Chemical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, Yunnan, China）

Abstract: A TiO 2-ZrO 2 composite carrier was prepared by sol-gel method. Subsequently, a supported
Ni-B/TiO 2-ZrO 2 catalyst was prepared by metal induced electroless plating. The preparation processes of
carrier and catalyst were optimized by single factor experiment. The suitable carrier preparation conditions
were as follows: molar ratio of Zr/Ti 0.6, calcination temperature 550 ℃, and calcination time 4 h. The
catalyst preparation conditions were as follows: microwave intervention temperature 50 ℃, microwave
heating time 3 min, n(Ni)∶n(B)=1∶2. The catalyst prepared under these conditions was used for the
hydrogenation of rosin, and the conversion rate of abietic resin acids was over 99%. In addition, the catalyst
could be reused for 7 times. XRD, XPS, TEM and BET were employed to characterize the structure and
properties of the catalyst before and after deactivation. The results showed that Ni-B was supported on the
TiO 2-ZrO 2 carrier in an amorphous state with good dispersion and average particle size of about 25 nm.
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However, the content of Ni and B on the deactivated catalyst decreased, and the active components were
lost and oxidized, which might be the main cause of catalyst deactivation.
Key words: composite nanocarrier; Ni-B; amorphous catalyst; rosin; hydrogenation; catalysis technology

松香为一种透明、脆性的固体天然树脂，根据 酸，其中枞酸型树脂酸有枞酸、新枞酸、长叶松酸，
来源不同可分为 3 种：脂松香、浮油松香和木松香， 占松香总量 80%以上，海松酸型树脂酸有左旋海松
[1]
其中国内主要生产脂松香，皆由树脂酸、少量脂肪 酸、山达海松酸等，分子式均为 C 19 H 29 COOH ，属
酸、松脂酸酐和中性物等组成。其主要成分为树脂 不饱和酸，含有共轭双键，反应活性很高，易发生
酸，可分为两大类：枞酸型树脂酸和海松酸型树脂 加氢、酯化、聚合、歧化等反应，其加氢产物是重

收稿日期：2018-12-29; 定用日期：2019-07-22; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180968
基金项目：国家自然科学基金项目（21266012）；国家自然科学基金联合重点支持项目（U1202265）
作者简介：宋爽爽（1990—），女，硕士生，E-mail：931882994@qq.com。联系人：蒋丽红（1968—），女，博士，教授，E-mail：
jlh65@163.com。