抗硫中毒钯炭催化剂的研究及其应用

摘要

本文针对美罗培南、生物素等分子内含硫物质在氢化合成工序中遇到的钯炭催化剂抗硫中毒性能不佳等问题展开研究。通过对现有钯炭催化剂生产工艺的优化和改进，主要包括以下三个方面:①活性炭载体的预处理;②贵金属纳米晶粒的定点植入;③新的钯炭催化剂活化工艺。实现抗硫中毒钯炭催化剂在美罗培南、生物素等含硫物质合成过程中的良好应用。
　　(1)通过采用适当的溶解、氧化措施对活性炭进行预处理，一方面可以降低载体中杂质成分，增大和丰富活性炭的原有孔隙，增大其表面积;另一方面可以在载体表面产生部分氧化性基团，进而防止活性炭表面上原有的还原性基团对钯活性组分的不可控还原。
　　(2)通过正交实验优化钯炭催化剂的陈化、活化步骤的参数，实现钯纳米晶粒在载体上形成有利于抗毒的蛋白型分布。
　　(3)通过选择甲醛作为还原剂使得钯炭催化剂在活化时接触到反应生成的少量一氧化碳，处于弱毒化状态，对后期的硫中毒具有一定的抵抗性，同时又具有相应的活性，避免后期不适当活化带来的抗硫中毒性能降低等问题。

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摘要

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第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 催化剂分类

1．3 不同载体的钯基催化剂

1．3．1 分子筛负载钯催化剂

1．3．2 氧化铝基负载钯催化剂

1．3．3 活性炭基负载钯催化剂

1．4 催化剂失活的原因分析

1．4．1 中毒引起的失活

1．4．2 烧结和热失活

1．4．3 结焦和堵塞引起的失活

1．4．4 其他导致催化剂失活的原因

1．4．5 钯炭催化剂的失活

1．5 钯炭催化剂的主要制备方法

1．6 现实存在的问题及其解决思路

1．6．1 现实存在的问题

1．6．2 解决思路

第二章 实验部分

2．1 试剂药品与实验仪器

2．1．1 实验原材料

2．1．2 实验用仪器

2．2 活性炭载体的选择及预处理

2．2．1 活性炭载体的选择

2．2．2 活性炭载体的预处理

2．3 钯炭催化剂的制备

2．3．1 钯盐溶液的制备

2．3．2 浆液的制备

2．3．3 钯活性组分的吸附

2．3．4 钯炭催化剂的陈化、洗涤

2．4 工艺路线涉及技术的特点

2．4．1 贵金属纳米晶核制备技术

2．4．2 贵金属晶粒的定点植入技术

2．4．3 新的钯炭催化剂活化工艺

2．5 小结

第三章 钯炭制备工艺优化和结构表征

3．1 抗硫中毒钯炭催化剂的制备

3．1．1 活性炭载体的预处理

3．1．2 钯盐溶液制备

3．1．3 载体浆液制备

3．1．4 钯活性组分的吸附

3．1．5 钯炭催化剂的陈化、洗涤

3．2 钯炭催化剂优化后的制备工艺描述

3．3 钯炭催化剂结构与性能表征

3．3．1 钯炭催化剂的微观形貌表征

3．3．2 钯炭催化剂中各种元素的表征

3．3．3 钯炭催化剂孔结构的表征

3．3．4 钯炭催化剂金属表面积的表征

3．3．5 钯炭催化剂粒径的表征

3．3．6 钯炭催化剂颗粒强度的表征

3．4 小结

第四章 抗硫中毒钯炭催化剂反应性能评价

4．1 催化剂的评价项目

4．2 抗硫中毒钯炭催化剂的性能评价

4．2．1 钯炭催化剂的活性评价

4．2．2 钯炭催化剂的选择性评价

4．2．3 钯炭催化剂的抗毒性评价

4．3 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读博士／硕士学位期间取得的科研成果