碳二加氢失活Pd-Ag催化剂的表征

以实验室部分失活和工厂永久失活的碳二加氢Pd-Ag催化剂为试样,采用GC-MS、N_2吸附-脱附、TEM、TG、ICP、CO化学吸附等手段对催化剂试样失活前后的结构和组成进行表征,并利用固定床等温反应器对催化剂催化乙炔选择性加氢的性能进行评价。实验结果表明,催化剂在反应中会发生由于绿油生成导致的暂时性失活现象,反应初期失活速率较快,10 h后反应失活速率减慢;快速失活阶段生成的绿油碳链长度短、烯烃含量高,易积累于催化剂的微小孔道中;慢速失活阶段绿油碳链长度和累积量逐渐增加,堵塞催化剂的孔道,并增加扩散阻力,使得催化剂暂时性失活。永久失活催化剂中有明显的Pd颗粒烧结和Ag流失,这可能是催化剂永久性失活的主要原因。

不同Pd/Ag配比Pd-Ag/Al_2O_3催化乙炔加氢微观反应动力学分析

乙炔加氢是乙烯工业中的重要精制反应。以α-Al_2O_3作为载体,采用分步等量浸渍法制备了不同Pd/Ag配比的加氢催化剂,使用N2物理吸附、XRD、ICP、XPS、TEM和CO化学吸附等手段表征催化剂的结构和组成,根据正交实验设计方案进行动力学实验,建立了微观反应动力学模型,并根据动力学模拟结果和动力学参数值的变化分析了Ag助剂含量对乙炔加氢反应动力学的影响。研究结果表明,以Pd-Ag催化剂上碳二加氢的DFT计算结果为基础参数来源,经过吸脱附步骤活化能的优化,微观反应动力学模型可以很好地模拟不同Pd/Ag配比催化剂上的乙炔加氢反应动力学结果;在所研究范围内,各催化剂上加氢反应的表面最丰物种皆为C2H4*,速率控制步骤为乙烯基加氢,不会随着Ag含量的不同发生变化;但是Ag含量的增加显著降低了氢气脱附活化能,提高了乙烯的选择性,这可能与Ag含量的提高增加了催化剂表面Ag和Pd之间的电子转移现象有关。