Pd-Cu/γ-Al2O3催化苯乙炔选择性加氢反应

王沾祺 周志明 张锐 李莉 程振民

引用本文: 王沾祺, 周志明, 张锐, 李莉, 程振民. Pd-Cu/γ-Al2O3催化苯乙炔选择性加氢反应[J]. 物理化学学报, 2014, 30(12): 2315-2322. doi: 10.3866/PKU.WHXB201410152 shu
Citation:  WANG Zhan-Qi, ZHOU Zhi-Ming, ZHANG Rui, LI Li, CHENG Zhen-Min. Selective Hydrogenation of Phenylacetylene over Pd-Cu/γ-Al2O3 Catalysts[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(12): 2315-2322. doi: 10.3866/PKU.WHXB201410152 shu

Pd-Cu/γ-Al2O3催化苯乙炔选择性加氢反应

  • 基金项目:

    教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0801) (NCET-13-0801)

    中央高校基本科研业务费(222201313011)资助 (222201313011)

摘要:

为了提高苯乙炔加氢反应中的苯乙烯选择性, 本文采用“胶体-等体积浸渍”两步法制备了Pd-Cu/γ-Al2O3双金属催化剂. 利用高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、CO脉冲化学吸附、N2物理吸附、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等技术表征了Pd-Cu/γ-Al2O3的结构性质, 考察了Cu/Pd 摩尔比、Pd负载量以及金属引入顺序对Pd-Cu/γ-Al2O3催化苯乙炔选择性加氢性能的影响. 结果表明, 与Pd/γ-Al2O3单金属催化剂相比, Pd-Cu/γ-Al2O3的苯乙烯选择性大幅度提高, 尤其是当Pd负载量为0.3%(w), 且Cu/Pd摩尔比为0.6时, Pd-Cu/γ-Al2O3表现出优异的加氢选择性; 在0.1 MPa和40 ℃下, 当苯乙炔转化率为90%时, 双金属催化剂的苯乙烯选择性可达95%; 当转化率达到99%以上时, 苯乙烯选择性仍保持在82%左右. 分析表明, Pd-Cu/γ-Al2O3中形成了Pd-Cu合金, 但是两种金属间不存在电子转移, Cu对Pd的几何效应才是导致Pd-Cu/γ-Al2O3苯乙烯选择性增加的主要原因.

English

    1. [1]

      (1) Galobardes, M.; Maurer, B. R. Selective Hydrogenation of Phenylacetylene in the Presence of Styrene. U.S. Patent 4822936, 1989-04-18.

      (1) Galobardes, M.; Maurer, B. R. Selective Hydrogenation of Phenylacetylene in the Presence of Styrene. U.S. Patent 4822936, 1989-04-18.

    2. [2]

      (2) Xiao, J.; Yang,W.; Chen, Y. H.; Chen, X. H. Ind. Catal. 2004, 12, 7. [肖剑, 杨伟, 陈祎华, 陈秀宏. 工业催化, 2004, 12, 7.](2) Xiao, J.; Yang,W.; Chen, Y. H.; Chen, X. H. Ind. Catal. 2004, 12, 7. [肖剑, 杨伟, 陈祎华, 陈秀宏. 工业催化, 2004, 12, 7.]

    3. [3]

      (3) Li, C.; Shao, Z.; Pang, M.;Williams, C. T.; Liang, C. Catal. Today 2012, 186, 69. doi: 10.1016/j.cattod.2011.09.005(3) Li, C.; Shao, Z.; Pang, M.;Williams, C. T.; Liang, C. Catal. Today 2012, 186, 69. doi: 10.1016/j.cattod.2011.09.005

    4. [4]

      (4) Panpranot, J.; Phandinthong, K.; Sirikajorn, T.; Arai, M.; Praserthdam, P. J. Mol. Catal. A: Chem. 2007, 261, 29. doi: 10.1016/j.molcata.2006.07.053(4) Panpranot, J.; Phandinthong, K.; Sirikajorn, T.; Arai, M.; Praserthdam, P. J. Mol. Catal. A: Chem. 2007, 261, 29. doi: 10.1016/j.molcata.2006.07.053

    5. [5]

      (5) Na-Chiangmai, C.; Tiengchad, N.; Kittisakmontree, P.; Mekasuwandumrong, O.; Powell, J.; Panpranot, J. Catal. Lett. 2011, 141, 1149. doi: 10.1007/s10562-011-0593-3(5) Na-Chiangmai, C.; Tiengchad, N.; Kittisakmontree, P.; Mekasuwandumrong, O.; Powell, J.; Panpranot, J. Catal. Lett. 2011, 141, 1149. doi: 10.1007/s10562-011-0593-3

    6. [6]

      (6) Hu, J.; Zhou, Z.; Zhang, R.; Li, L.; Cheng, Z. J. Mol. Catal. A: Chem. 2014, 381, 61. doi: 10.1016/j.molcata.2013.10.008(6) Hu, J.; Zhou, Z.; Zhang, R.; Li, L.; Cheng, Z. J. Mol. Catal. A: Chem. 2014, 381, 61. doi: 10.1016/j.molcata.2013.10.008

    7. [7]

      (7) Tao, F. F. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7977. doi: 10.1039/c2cs90093a(7) Tao, F. F. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7977. doi: 10.1039/c2cs90093a

    8. [8]

      (8) Guczi, L.; Schay, Z.; Stefler, G.; Liotta, L. F.; Deganello, G.; Venezia, A. M. J. Catal. 1999, 182, 456. doi: 10.1006/jcat.1998.2344(8) Guczi, L.; Schay, Z.; Stefler, G.; Liotta, L. F.; Deganello, G.; Venezia, A. M. J. Catal. 1999, 182, 456. doi: 10.1006/jcat.1998.2344

    9. [9]

      (9) Domínguez-Domínguez, S.; Berenguer-Murcia, Á.; Cazorla-Amorós, D.; Linares-Solano, Á. J. Catal. 2006, 243, 74. doi: 10.1016/j.jcat.2006.06.027(9) Domínguez-Domínguez, S.; Berenguer-Murcia, Á.; Cazorla-Amorós, D.; Linares-Solano, Á. J. Catal. 2006, 243, 74. doi: 10.1016/j.jcat.2006.06.027

    10. [10]

      (10) Yoshida, H.; Zama, T.; Fujita, S.; Panpranot, J.; Arai, M. RSC Advances 2014, 4, 24922. doi: 10.1039/c4ra02220c(10) Yoshida, H.; Zama, T.; Fujita, S.; Panpranot, J.; Arai, M. RSC Advances 2014, 4, 24922. doi: 10.1039/c4ra02220c

    11. [11]

      (11) Shao, Z.; Li, C.; Liang, C. H. J. Mol. Catal. 2014, 28, 47. [邵正锋, 李闯, 梁长海. 分子催化, 2014, 28, 47.](11) Shao, Z.; Li, C.; Liang, C. H. J. Mol. Catal. 2014, 28, 47. [邵正锋, 李闯, 梁长海. 分子催化, 2014, 28, 47.]

    12. [12]

      (12) Kyriakou, G.; Boucher, M. B.; Jewell, A. D.; Lewis, E. A.; Lawton, T. J.; Baber, A. E.; Tierney, H. L.; Flytzani- Stephanopoulos, M.; Sykes, E. C. H. Science 2012, 335, 1209. doi: 10.1126/science.1215864(12) Kyriakou, G.; Boucher, M. B.; Jewell, A. D.; Lewis, E. A.; Lawton, T. J.; Baber, A. E.; Tierney, H. L.; Flytzani- Stephanopoulos, M.; Sykes, E. C. H. Science 2012, 335, 1209. doi: 10.1126/science.1215864

    13. [13]

      (13) Boucher, M. B.; Zugic, B.; Cladaras, G.; Kammert, J.; Marcinkowski, M. D.; Lawton, T. J.; Sykes, E. C. H.; Flytzani-Stephanopoulos, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 12187. doi: 10.1039/c3cp51538a(13) Boucher, M. B.; Zugic, B.; Cladaras, G.; Kammert, J.; Marcinkowski, M. D.; Lawton, T. J.; Sykes, E. C. H.; Flytzani-Stephanopoulos, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 12187. doi: 10.1039/c3cp51538a

    14. [14]

      (14) Kim, S. K.; Lee, J. H.; Ahn, I. Y.; Kim,W.; Moon, S. H. Appl. Catal. A 2011, 401, 12. doi: 10.1016/j.apcata.2011.04.048(14) Kim, S. K.; Lee, J. H.; Ahn, I. Y.; Kim,W.; Moon, S. H. Appl. Catal. A 2011, 401, 12. doi: 10.1016/j.apcata.2011.04.048

    15. [15]

      (15) Weerachawanasak, P.; Mekasuwandumrong, O.; Arai, M.; Fujita, S.; Praserthdam, P.; Panpranot, J. J. Catal. 2009, 262, 199. doi: 10.1016/j.jcat.2008.12.011(15) Weerachawanasak, P.; Mekasuwandumrong, O.; Arai, M.; Fujita, S.; Praserthdam, P.; Panpranot, J. J. Catal. 2009, 262, 199. doi: 10.1016/j.jcat.2008.12.011

    16. [16]

      (16) Molnár, Á.; Sárkány, A.; Varga, M. J. Mol. Catal. A: Chem. 2001, 173, 185. doi: 10.1016/S1381-1169(01)00150-9(16) Molnár, Á.; Sárkány, A.; Varga, M. J. Mol. Catal. A: Chem. 2001, 173, 185. doi: 10.1016/S1381-1169(01)00150-9

    17. [17]

      (17) Shao, Z.; Li, C.; Chen, X.; Pang, M.;Wang, X.; Liang, C. ChemCatChem 2010, 2, 1555. doi: 10.1002/cctc.v2.12(17) Shao, Z.; Li, C.; Chen, X.; Pang, M.;Wang, X.; Liang, C. ChemCatChem 2010, 2, 1555. doi: 10.1002/cctc.v2.12

    18. [18]

      (18) Mao, J.; Liu, Y.; Chen, Z.;Wang, D.; Li, Y. Chem. Commun. 2014, 50, 4588. doi: 10.1039/c4cc01051e(18) Mao, J.; Liu, Y.; Chen, Z.;Wang, D.; Li, Y. Chem. Commun. 2014, 50, 4588. doi: 10.1039/c4cc01051e

    19. [19]

      (19) Sitthisa, S.; Pham, T.; Prasomsri, T.; Sooknoi, T.; Mallinson, R. G.; Resasco, D. E. J. Catal. 2011, 280, 17. doi: 10.1016/j.jcat.2011.02.006(19) Sitthisa, S.; Pham, T.; Prasomsri, T.; Sooknoi, T.; Mallinson, R. G.; Resasco, D. E. J. Catal. 2011, 280, 17. doi: 10.1016/j.jcat.2011.02.006

    20. [20]

      (20) Jeroro, E.; Hyman, M. P.; Vohs, J. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 10457. doi: 10.1039/b913220a(20) Jeroro, E.; Hyman, M. P.; Vohs, J. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 10457. doi: 10.1039/b913220a

    21. [21]

      (21) Pattamakomsan, K.; Ehret, E.; Morfin, F.; Gélin, P.; Jugnet, Y.; Prakash, S.; Bertolini, J. C.; Panpranot, J.; Aires, F. J. C. S. Catal. Today 2011, 164, 28. doi: 10.1016/j.cattod.2010.10.013(21) Pattamakomsan, K.; Ehret, E.; Morfin, F.; Gélin, P.; Jugnet, Y.; Prakash, S.; Bertolini, J. C.; Panpranot, J.; Aires, F. J. C. S. Catal. Today 2011, 164, 28. doi: 10.1016/j.cattod.2010.10.013

    22. [22]

      (22) Venezia, A. M.; Liotta, L. F.; Deganello, G.; Schay, Z.; Guczi, L. J. Catal. 1999, 182, 449. doi: 10.1006/jcat.1998.2343(22) Venezia, A. M.; Liotta, L. F.; Deganello, G.; Schay, Z.; Guczi, L. J. Catal. 1999, 182, 449. doi: 10.1006/jcat.1998.2343

    23. [23]

      (23) Skoda, F.; Astier, M. P.; Pajonk, G. M.; Primet, M. Catal. Lett. 1994, 29, 159.(23) Skoda, F.; Astier, M. P.; Pajonk, G. M.; Primet, M. Catal. Lett. 1994, 29, 159.

    24. [24]

      (24) Strohmeier, B. R.; Levden, D. E.; Field, R. S.; Hercules, D. M. J. Catal. 1985, 94, 514. doi: 10.1016/0021-9517(85)90216-7(24) Strohmeier, B. R.; Levden, D. E.; Field, R. S.; Hercules, D. M. J. Catal. 1985, 94, 514. doi: 10.1016/0021-9517(85)90216-7

    25. [25]

      (25) Leviness, S.; Nair, V.;Weiss, A. H.; Schay, Z.; Guczi, L. J. Mol. Catal. 1984, 25, 131. doi: 10.1016/0304-5102(84)80037-1

      (25) Leviness, S.; Nair, V.;Weiss, A. H.; Schay, Z.; Guczi, L. J. Mol. Catal. 1984, 25, 131. doi: 10.1016/0304-5102(84)80037-1

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  334
  • 文章访问数:  647
  • HTML全文浏览量:  12
文章相关
  • 发布日期:  2014-11-27
  • 收稿日期:  2014-08-20
  • 网络出版日期:  2014-10-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章