Page 165 - 《精细化工》2020年第6期
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第 6 期 徐海升,等: Ni 2 P/Fe-HAP 催化剂的表征及其苯酚加氢表面作用机理 ·1231·
由表 2 可见,在相同实验条件下,Ni 2 P/Fe-HAP 会脱附,所以反应依然可以稳定进行。
催化剂的催化活性和选择性均是最高的。未负载活
性组分时,改性载体 Fe-HAP 的催化活性高于 HAP,
负载活性组分后的催化活性高于未负载时的催化活
性;负载相同活性组分的条件下,Ni 2 P/Fe-HAP 的
催化活性和选择性均高于 Ni 2 P/HAP。结合 BET 和
XRD 表征结果分析,Ni 2 P/Fe-HAP 不仅能提供反应 图 8 碱性位点对环己酮的稳定机理
吸附-脱附的场所,而且活性组分均匀分散在载体表 Fig. 8 Stabilization mechanism of cyclohexanone at basic
sites
面,促使催化反应能够充分发生。说明 Ni 2 P 与
Fe-HAP 之间有较好的协同作用,对苯酚选择性加氢
制环己酮有很好的促进作用,有效提高了苯酚转化 3 结论
率和环己酮选择性。
采用浸渍法和离子交换法制备了 Ni 2 P/Fe-HAP
2.3 催化剂表面作用机理 催化剂,并将其用于苯酚选择性加氢制环己酮,结
苯酚的吸附方式有两种 [28] ,其与催化剂表面的
果表明:
酸碱性密切相关,如图 7 所示。在酸性位点(图 7b),
(1)对于负载型 Ni 2 P/Fe-HAP 催化剂,从 BET
苯环以共平面的方式吸附在载体上,这种吸附方式
数据和 SEM 表征结果可知,Fe-HAP 较大的比表面
使得苯环和载体之间的相互作用较强,所以更容易
积不仅可以使活性组分均匀分散于其表面提高催化
生成环己醇;在碱性位点(图 7a),苯环以非共平
活性,还可提供大而有效的反应场所。
面的方式吸附在载体上,这种吸附方式使得苯酚和
(2)碱性 Fe-HAP 载体对环己酮 α-H 的活化作
环己酮在催化剂表面的吸附能力产生显著差异,此
用可以阻止环己酮过度加氢,从而提高环己酮选择
时催化剂上的苯酚吸附量约是环己酮吸附量的 5 性。另外,环己酮在亲水性的 Fe-HAP 表面可以快
倍,所以有利于环己酮的吸附与脱附 [29-30] 。由催化
速脱附,这是抑制环己酮进一步加氢的另一个原因。
性能数据发现,Ni 2 P/Fe-HAP 可高效催化苯酚选择
3+
(3)Fe 的引入使得 Fe-HAP 载体的比表面积、
性加氢制备环己酮反应,苯酚转化率为 65.73%,环
平均孔径、孔体积均显著增大,使得 Ni 2 P/Fe-HAP
己酮选择性达 85.47%,催化剂选择性比 Ni 2 P/Al 2 O 3
催化剂活性组分分散更加均匀,孔结构更趋合理。
高 30.08%,由此说明苯酚是以非共平面的方式吸附
在 Fe-HAP 载体表面 [31-32] 。 参考文献:
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Hydrogenolysis of sorbitol into valuable C3-C2 alcohols at low H2
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