La2O3/γ-Al2O3催化肉桂醛MPV反应性能下降的原因和再生探讨

摘要

目前催化剂失活的研究以气/固反应系统的固相催化剂为主，对液/固反应系统催化剂失活研究不多，且主要侧重于废水中有机物的氧化。对液相MPV反应中固体氧化物催化性能降低的研究报道极少。本文采用浸渍法制得La2O3/γ-Al2O3负载型催化剂，对该催化剂催化肉桂醛MPV反应的性能进行了评价。采用由催化剂的活性评价、IR、UV-Vis、DSC和XRD表征技术组合的研究方法，探究催化剂失活的原因。同时用溶剂洗脱恢复失活催化剂性能的方法再生失活催化剂，研究了洗脱溶剂的极性对再生催化剂催化性能的影响，得到如下结论：
　　 1．在催化反应过程中，La2O3/γ-Al2O3的催化性能随着反应次数（或反应总时间）的增加不断下降。用极性不同的溶剂（石油醚、甲苯、异丙醇、乙醇和甲醇）洗脱失活催化剂上的有机物，发现脱附有机物的数量随着洗脱溶剂极性的增加而增大。
　　 2．对失活催化剂样品的IR、UV-Vis谱的归属，结合样品的DSC实验结果和洗脱出的有机物含量分析，说明吸附在催化剂上的有机物组分有肉桂醛、肉桂醇和其它未鉴定的产物。对失活的La2O3/γ-Al2O3样品的XRD表征结果发现，催化剂失活的原因与晶型改变无关。
　　 3．对经洗脱处理的失活催化剂样品，其IR、UV-Vis和DSC谱均显示催化剂上残留有少量的有机物。有机物的残留量与洗脱溶剂的极性有关。在相同的洗脱条件下，洗脱溶剂的极性增加，催化剂样品上残留的有机物数量减少。
　　 4．活性评价试验证实失活催化剂经极性溶剂洗脱处理后，活性与选择性得到一定程度的提高，将洗脱处理的催化剂于高温焙烧后，其反应性能基本恢复到新鲜催化剂的水平。实验结果证实催化剂的失活主要是反应生成的有机物在催化剂表面强吸附所致。