非晶态Ni-P合金上硝基苯催化加氢制苯胺的本征动力学

摘要

Ni-P非晶态合金催化剂因其晶体结构的特殊,具有较好的催化活性.以硝基苯液相催化加氢合成苯胺为目标反应,运用Matlab软件并借助Levenberg-Marquardt算法估计反应动力学模型的参数,根据参数估计结果筛选动力学机理模型,对新型Ni-P非晶态合金催化剂的本征动力学进行研究,为催化剂的进一步开发和反应器设计提供理论依据.结果表明,Ni-P非晶态合金催化剂的颗粒较小,过程内扩散的影响可以忽略不计,当搅拌速率达到600 r·min-1时,反应过程的外扩散影响也可忽略.在(373.15～403.15)K、氢压1.0 MPa、非晶态Ni-P催化剂质量0.2 g、硝基苯质量2.0g和无水乙醇质量8.0g条件下,硝基苯分子不吸附,硝基苯分子与解离吸附的氢原子在催化剂表面反应,苯胺脱附为硝基苯加氢合成苯胺反应的速率控制步骤,本征动力学模型为:rj=kcA/1+√bH2αH2PH2,表面反应的指前因子为1.08×105 min-1,活化能为51.81 kJ·mol-1,氢气吸附热为64.12 kJ·mo1-1.