NiOx/TiO2的可控制备及其乙腈氢化反应的催化活性

摘要

胺类化合物具有广泛的应用价值。目前生产乙胺类化合物的方法主要是乙醇胺化和乙醛胺化法，但该方法需要在无氧无水的苛刻条件下操作，且对环境污染严重。乙腈是丙烯氨氧化制备丙烯腈的副产物，用副产物乙腈催化加氢制备乙胺类化合物，不仅能够充分利用到副产物乙腈，还能实现乙胺类化合物生产的经济性和绿色化。
　　本文首先通过水热法制备了金红石，然后通过改进过量浸渍法制备了金红石负载硝酸镍、乙酸镍催化剂，发现水热法制备的金红石的晶型不稳定，在高温处理过程中会形成钛酸镍，使催化活性降低。于是，又利用预先煅烧的金红石，通过改进过量浸渍法制备了煅烧后金红石负载硝酸镍、乙酸镍催化剂。并用热重分析（TG-DSC），氢气程序升温还原分析（H2-TPR），X射线衍射分析（XRD），氨气程序升温脱附分析（NH3-TPD）和透射电子显微镜分析（TEM）表征了催化剂。发现载体预先煅烧的催化剂的催化活性明显提高，同时不同镍前驱体（硝酸镍和乙酸镍）催化剂表现出不同的催化活性。
　　本文又通过改进过量浸渍法制备了P25负载乙酸镍催化剂。并用热重分析（TG-DSC），氢气程序升温还原分析（H2-TPR），X射线衍射分析（XRD），氨气程序升温脱附分析（NH3-TPD），透射电子显微镜分析（TEM）和X射线光电子能谱分析（XPS）进行了催化剂表征。发现不同还原温度处理催化剂，得到不同氧化态的镍颗粒。而气相乙腈加氢反应受到了镍的状态的影响。300oC还原的催化剂表现出最高的乙腈转化活性。产物产率受到催化剂酸性位点的影响，而催化剂酸性位点不仅受载体影响，还受到镍的影响。反应中第一产物是三乙胺，因此提出了反应第一步的反应机理。
　　本文还通过光沉积法，光沉积后浸渍法两种方法制备了高分散，负载金属颗粒小的P25催化剂。并通过电感耦合等离子体发射光谱分析（ICP）、热重分析（TG-DSC）、透射电子显微镜分析（TEM）等手段表征了催化剂。发现虽然光沉积催化剂的镍含量很低，但在经过煅烧还原处理后，对乙腈的转化活性较好，能在110oC的反应温度将乙腈完全转化，但改变了乙胺和三乙胺的产率。光沉积后浸渍法制备的催化剂具有较高活性，并且其三乙胺产率很高。

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第一章 绪 论

1.1引言

1.2气相乙腈加氢的基本原理

1.3气相乙腈加氢的研究进展

1.4本文的选题思路及研究内容

第二章 实验方法

2.1化学试剂及实验仪器

2.2实验步骤

2.3催化剂的结构表征方法

2.4催化剂乙腈加氢活性评价

2.5本章小结

第三章 Ni/金红石催化剂的表征及其催化乙腈加氢的研究

3.1水热法制备金红石载体催化剂的探究

3.2焙烧水热法制备金红石载体催化剂的探究

3.3本章小结

第四章 Ni/P25催化剂的表征及其催化乙腈加氢的研究

4.1 TG-DSC分析

4.2 H2-TPR分析

4.3 XRD分析

4.4 TEM分析

4.5 NH3-TPD分析

4.6 XPS分析

4.7催化剂在乙腈加氢反应中的活性评价

4.8本章小结

第五章 光沉积法制备催化剂的探索

5.1催化剂制备方法的设计

5.2 TG-DSC分析

5.3 TEM分析

5.4光沉积催化剂在乙腈加氢反应中的活性评价

5.5本章小结

第六章 全文总结

6.1主要结论

6.2本论文主存在的问题及展望

参考文献

致谢

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