BaO对pd／Al2O3催化性能影响地研究.pdfVIP

BaO对Pd／A!：0。催化性能影响的研究 郭耘谢国煌白庭芳李树本 (中国科学院兰州化学物理研究所OSSO国家重点实验室，兰州730000) 载体作为催化剂的主要组成部分，往往对活性组分的分散、状态、性质和催化活性有很大的影 响。因此从调变载体人手来改善活性中心的性质，提高反应的活性、选择性和稳定性，在催化剂的研 究方面有很大的潜力。 本文通过制备不同BaO含量的BaO、AI。O。复合载体，以Pd(Ac)。作为活性组分前身，得到了 高分散的负载型Pd催化剂(担载量约为0．2％)。通过考察第二相氧化物引入后，载体的比表面积、 等电点和高温稳定性等的变化，研究载体对催化剂的活性和稳定性的影响。以CO氧化为模型反 应，采用固定床反应器，反应气组成为CO：O：；N2—4：22：76，流速为80mL／min，进行热导检 of 测。催化活性用CO的最低全转化温度(LowestTemperatureComplete 表示，LTCC越低，则活性越高。 试验所用的BaO—AI。O。载体是通过不同浓 度的Ba(NO。)：溶液浸渍y—A120。后经干燥、650i ∞ ℃焙烧而成。经600℃焙烧3．5h后的样品，XRD g 谱图上只有AI。o。和Ba(N0。)。的衍射峰。而雕 咀 槲 650℃处理后，Ba(NO。)：的衍射峰消失，同时有 丑 BaA[：O。的晶相出现(BaO含量大于5％，质量分 数。下同)，IR检测表明没有N07存在。这说明 Ba(NO。)。在焙烧过程中在分解的同时与Al。O。 发生固相反应，生成BaAI。O。新相。图1列出了 髓0古量／“ 不同组成的BaO—AlzOs分别经650‘C、800℃和 图1不同温度处理后载体的出表面积 1 000‘C处理后的比表面积(Nz吸附法测定)。从 随BaO含量的变化 000℃ 图1可以看出在650‘C和800‘C条件下处理后，◆一650℃}●～800℃}A-1 随BaO含量的增加，比表面积逐渐减小。而经1000℃焙烧后，所有含BaO样品的比表面积均超 高了Alzos的热稳定性。 载体的等电点(IEP)由质量滴定法测定(1]，结果列于图2。从图2可看出，BaO的引入显著地 提高了A1。O。的碱性，IEP值升高。当BaO的含量≤5％时，复合氧化物的等电点随BaO含量的 增加呈线形增大，5％时，复合体系等电点的增加幅度逐渐减小，趋于稳定。 图3列出了CO氧化反应的评价结果，从图3可明显看出，BaO的引人大大降低了CO氧化的 己九刀。这可能是由于引入的BaO提高了载体的碱性，使得Pd上的电子云密度增大，电子向CO 的最低未占据轨道(LUMO：反键轨道27r)发生了转移，从而有利于CO的活化，使CO氧化活性提 高。但同时由于Pd上的电子云密度增大，会阻止CO在Pd上的吸附，这两种作用的共同结果造成 了CO的氧化活性在BaO含量大于5％后基本保持不变。 ·361· 贵金属催化剂在高温下容易发生烧结和由于蒸发而使活性组分流失，从而限制了它的使用范 250 围。Matsuura等01对超单晶MgO负载Pd催化剂研究时发现，在1C处理后仍有60m2／g的 比表面积和较高的活性，这说明合适的载体可以显著地提高活性组分的稳定性。选Pd／AI。O。、Pd／ 5％BaO—AI203和Pd／10％BaO—AI203分别在600‘C和800‘C下焙烧2h，然后进行活性评价，研 究第二相氧化物对催化剂高温稳定性的影响，结果列于图4。从图4可以