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高稳定性含硅微球形氧化铝的制备及蒽醌加氢性能研究

2021-12-16李家乐刘雅楠贺宇飞李殿卿

化学反应工程与工艺 2021年3期
关键词:催化剂结构

闫 冲,陈 帅,李家乐,刘雅楠,贺宇飞,李殿卿

北京化工大学,北京 100029

目前生产过氧化氢的主要方法为蒽醌法,蒽醌法又因催化加氢方式的不同分为流化床和固定床工艺[1]。由于反应器结构的不同,所用Pd基催化剂的结构和性质相差很大,流化床催化剂一般以粉末Al2O3或SiO2为载体,也可用无载体的钯黑催化剂。在流化床氢化反应器中,催化剂悬浮于工作液中,在氢气的扰动下增加了碰撞的几率,但容易造成催化剂的破裂和磨损,导致活性组分的损失,因此开发耐磨性强的微球形载体对提高流化床工艺中加氢催化剂的性能具有重要意义[2-3]。提高材料的致密性可以提高催化剂的耐磨损性能[4-6],但同时会恶化催化剂的孔结构,影响反应分子的传质[7]。前期研究[8-11]发现,氧化铝掺杂改性后的结构性能和力学性能均有显著提高,常用的改性元素是硅[12-13],硅原子的引入可以填补氧化铝表面的缺陷结构,使其结构更加稳定,而且生成的硅氧铝键抑制了材料在高温焙烧过程中发生的相烧结,减少了孔道坍塌,因此硅掺杂改性可提高氧化铝成型后的稳定性[14-19]。梁旭等[20]以拟薄水铝石为前驱体,采用浸渍法将Si引至Al2O3载体对其进行改性,使Al2O3表面的性质发生了改变,但存在富硅现象,并在一定程度上堵塞了载体孔道结构。因此,本工作以NaAlO2和Al2(SO4)3·18H2O为铝源,Na2SiO3·9H2O为硅源,提出将三股原料溶液并流滴加的方式,在拟薄水铝石初生粒子形成阶段均匀引入硅原子,经晶化制备含硅拟薄水铝石,并以掺杂硅的拟薄水铝石为前驱体,通过喷雾干燥技术得到微球型SiO2-Al2O3,系统考察以微球形载体负载的Pd催化剂在蒽醌加氢流化床中的性能。……

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