Ru-B/MIL-53(Al_xCr_1)催化剂在苯部分加氢反应中的催化性能

金属-有机骨架材料不仅比表面积大、孔隙率高、孔道规则,而且化学性质和结构性质多样、可调,所以在近年来受到了研究者的广泛关注.合成了MIL-53(Al)、MIL-53(Cr)及新颖的含有二元配位金属的MIL-53(Al_xCr_1)(x=1,2,3,4)材料,以此为载体采用浸渍-化学还原法制备了Ru-B/MIL-53催化剂,考察了它们在苯部分加氢制环己烯反应中的催化性能.催化剂评价结果表明,Al/Cr比不仅影响Ru-B/MIL-53催化剂上的初始反应速率(r0),也影响环己烯的初始选择性(S0).一般而言,高Al含量的MIL-53作为载体对r0有利,而含有二元配位金属的MIL-53作为载体时,S0高于仅有单一配位金属的MIL-53载体.在环己烯选择性最高的Ru-B/MIL-53(Al_3Cr_1)催化剂上,r0和S0分别为9.2 mmol/(min·g)和71%.采用多种手段,对环己烯选择性差异最为显著的Ru-B/MIL-53(Al_3Cr_1)和Ru-B/MIL-53(Cr)催化剂的物化性质进行了对比研究,发现二者Ru-B纳米粒子的化学组成、电子性质、微观结构接近,但前者的活性表面积大于后者,Ru-B粒子的尺寸更小,分散更加均匀,且金属-载体作用更强.更小的Ru-B粒径不仅能够提供更多的活性位,而且也有利于环己烯选择性的提高.通过对反应条件进行优化,在180℃和5.0 MPa H_2压力下,以100mL乙醇胺为修饰剂时,在Ru-B/MIL-53(Al_3Cr_1)催化剂上可得环己烯得率29%的结果.