Citation: Jie Li, Yuanhang Ren, Bin Yue, Heyong He. Ni/Al2O3 catalysts derived from spinel NiAl2O4 for low-temperature hydrogenation of maleic anhydride to succinic anhydride[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2017, 38(7): 1166-1173. doi: 10.1016/S1872-2067(17)62844-4
尖晶石型衍生的Ni/Al2O3催化剂低温催化顺酐加氢合成丁二酸酐
还原前Ni/Al2O3催化剂的X射线衍射结果表明,催化剂含有NiAl2O4物种.氮吸附结果显示,不同Ni含量的催化剂均具有介孔结构.氢-程序升温还原研究发现,Ni/Al2O3催化剂经750℃还原2 h后,其表面上NiAl2O4物种能被高效还原.X射线粉末衍射结果表明,750℃还原的Ni/Al2O3催化剂中金属Ni颗粒尺寸随着Ni负载量升高而增大.利用一氧化碳-程序升温脱附对750℃还原的Ni/Al2O3催化剂进行研究,发现750℃还原的催化剂上金属Ni物种含量从高到低依次为:Ni (7.5%)/Al2O3 > Ni (5%)/Al2O3 > Ni (2.5%)/Al2O3.采用CO化学吸附获得的Ni (2.5%)/Al2O3,Ni (5%)/Al2O3和Ni (7.5%)/Al2O3催化剂上金属Ni颗粒尺度分别为8.0,12.8和15.7 nm.活性研究结果表明,750℃还原的Ni (5%)/Al2O3催化剂具有最高的催化活性,这可能是由于Ni (5%)/Al2O3催化剂具有较多的Ni活性位点和较合适的Ni颗粒粒度所致.进一步研究发现,在650-750℃还原温度下,Ni (5%)/Al2O3催化剂的还原度随着还原温度的升高而升高,Ni分散度随着还原温度的升高而降低.活性结果研究表明,700℃还原的Ni (5%)/Al2O3催化剂具有较多的Ni活性位点和较合适的Ni颗粒粒度,具有最高的加氢催化活性,其在120℃,H2压力为0.5 MPa和质量空速为2 h-1的反应条件下,能获得近100%的顺酐转化率和90%的丁二酸酐选择性,同时该催化剂具有优良的稳定性.以上结果表明,尖晶石型衍生的Ni/Al2O3催化剂是一个十分有应用前景的顺酐加氢催化剂.
English
Ni/Al2O3 catalysts derived from spinel NiAl2O4 for low-temperature hydrogenation of maleic anhydride to succinic anhydride
-
Key words:
- Maleic anhydride
- / Succinic anhydride
- / Hydrogenation
- / Nickel
- / Spinel
-
-
[1] C. I. Meyer, A. J. Marchi, A. Monzon, T. F. Garetto, Appl. Catal. A, 2009, 367, 122-129.
-
[2] R. C. Zhang, H. B. Yin, D. Z. Zhang, L. Qi, H. H. Lu, Y. T. Shen, T. S. Jiang, Chem. Eng. J., 2008, 140, 488-496.
-
[3] D. Z. Gao, Y. H. Feng, H. B. Yin, A. L. Wang, T. S. Jiang, Chem. Eng. J., 2013, 233, 349-359.
-
[4] X. Liao, Y. Zhang, M. Hill, X. Xia, Y. X. Zhao, Z. Jiang, Appl. Catal. A, 2014, 488, 256-264.
-
[5] J. Li, L. P. Qian, L. Y. Hu, B. Yue, H. Y. He, Chin. Chem. Lett., 2016, 27, 1004-1008.
-
[6] H. J. Yuan, C. L. Zhang, W. T. Huo, C. L. Ning, Y. Tang, Y. Zhang, D. Q. Cong, W. X. Zhang, J. H. Luo, S. Li, Z. L. Wang, J. Chem. Sci., 2014, 126, 141-145.
-
[7] Y. Hara, H. Kusaka, H. Inagaki, K. Takahashi, K. Wada, J. Catal., 2000, 194, 188-197.
-
[8] Y. Q. Huang, Y. Ma, Y. W. Cheng, L. J. Wang, X. Li, Appl. Catal. A, 2015, 495, 124-130.
-
[9] G. Budroni, A. Corma, J. Catal., 2008, 257, 403-408.
-
[10] J. Li, W. P. Tian, L. Shi, Ind. Eng. Chem. Res., 2010, 49, 11837-11840.
-
[11] Y. Yu, Y. L. Guo, W. C. Zhan, Y. Guo, Y. S. Wang, G. Z. Lu, J. Mol. Catal. A, 2014, 392, 1-7.
-
[12] Y. Yu, W. C. Zhan, Y. Guo, G. Z. Lu, S. Adjimi, Y. L. Guo, J. Mol. Catal. A, 2014, 395, 392-397.
-
[13] C. I. Meyer, S. A. Regenhardt, A. J. Marchi, T. F. Garetto, Appl. Catal. A, 2012, 417-418, 59-65.
-
[14] S. A. Regenhardt, C. I. Meyer, T. F. Garetto, A. J. Marchi, Appl. Catal. A, 2012, 449, 81-87.
-
[15] W. T. Huo, C. L. Zhang, H. J. Yuan, M. J. Jia, C. L. Ning, Y. Tang, Y. Zhang, J. H. Luo, Z. L. Wang, W. X. Zhang, J. Ind. Eng. Chem., 2014, 20, 4140-4145.
-
[16] Y. Zhang, L. L. Zhao, H. X. Zhang, H. T. Li, P. P. Liu, Y. Y. Gai, Y. X. Zhao, CIESC., 2015, 66, 2505-2513.
-
[17] C. I. Meyer, S. A. Regenhardt, M. E. Bertone, A. J. Marchi, T. F. Garetto, Catal. Lett., 2013, 143, 1067-1073.
-
[18] J. Li, W. P. Tian, X. Wang, L. Shi, Chem. Eng. J., 2011, 175, 417-422.
-
[19] W. P. Tian, S. F. Guo, L. Shi, Pet. Sci. Technol., 2014, 32, 1784-1790.
-
[20] S. F. Guo, L. Shi, Catal. Today, 2013, 212, 137-141.
-
[21] M. E. Bertone, S. A. Regenhardt, C. I. Meyer, V. Sebastian, T. F. Garetto, A. J. Marchi, Top. Catal., 2016, 59, 159-167.
-
[22] P. G. Savva, K. Goundani, J. Vakros, K. Bourikas, C. Fountzoula, D. Vattis, A. Lycourghiotis, C. Kordulis, Appl. Catal. B, 2008, 79, 199-207.
-
[23] A. L. Alberton, M. M. V. M Souza, M. Schmal, Catal. Today, 2007, 123, 257-264.
-
[24] B. C. Lippens, J. H. de Boer, Acta Crystal, 1964, 17, 1312-1321.
-
[25] H. T. Li, Y. L. Xu, C. G. Gao, Y. X. Zhao, Catal. Today, 2010, 158,475-480.
-
[26] G. Paglia, C. E. Buckley, A. L. Rohl, R. D. Hart, K. Winter, A. J. Studer, B. A. Hunter, J. V. Hanna, Chem. Mater., 2004, 16, 220-236.
-
[27] Z. G. Hao, Q. S. Zhu, Z. Jiang, B. L. Hou, H. Z. Li, Fuel Process. Technol., 2009, 90, 113-121.
-
[28] G. H. Li, L. J. Hu, J. M. Hill, Appl. Catal. A, 2006, 301, 16-24.
-
[29] Z. Ma, Q. Z. Jiang, X. Wang, W. G. Zhang, Z. F. Ma, Catal. Commun., 2012, 17, 49-53.
-
[30] G. Poncelet, M. A. Centeno, R. Molina, Appl. Catal. A, 2005, 288, 232-242.
-
[31] Z. Boukha, C. Jimenez-Gonzalez, B. de Rivas, J. R. Gonzalez-Velasco, J. I. Gutierrez-Ortiz, R. Lopez-Fonseca, Appl. Catal. B, 2014, 158-159, 190-201.
-
[32] R. Lopez-Fonseca, C. Jimenez-Gonzalez, B. de Rivas, J.I. Gutierrez-Ortiz, Appl. Catal. A, 2012, 437-438, 53-62.
-
[33] F. Meyer, R. Hempelmann, S. Mathurband, M. Veith, J. Mater. Chem., 1999, 9, 1755-1763.
-
[34] C. Ragupathi, J. J. Vijaya, P. Surendhar, L. J. Kennedy, Polyhedron, 2014, 72,1-7.
-
[35] R. Wang, Y. H. Li, R. H. Shi, M. M. Yang, J. Mol. Catal. A, 2011, 344, 122-127.
-
[36] T. Numaguchi, H. Eida, K. Shoji, Int. J. Hydrog. Energy, 1997, 22, 1111-1115.
-
[37] M. Tao, X. Meng, Y. H. Lu, Z. C. Bian, Z. Xin, Fuel, 2016, 165, 289-297.
-
[38] Y. H. Feng, H. B. Yin, A. L. Wang, T. Xie, T. S. Jiang, Appl. Catal. A, 2012, 425, 205-212.
-
[39] J. Li, W. P. Tian, L. Shi, Catal. Lett., 2011, 141, 565-571.
-
[40] J. H. Song, S. J. Han, J. Yoo, S. Park, D. H. Kim, I. K. Song, J. Mol. Catal. A, 2016, 415, 151-159.
-
[41] J. J. Fitzgerald, G. Piedra, S. F. Dec, M. Seger, G. E. Maciel, J. Am. Chem. Soc., 1997, 119, 7832-7842.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 5
- 文章访问数: 1431
- HTML全文浏览量: 190

下载: