铂镍催化剂用于环烯烃的加氢与脱氢

铂镍催化剂用于环烯烃的加氢与脱氢

2016-06-07 13:25来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部

铂镍催化剂用于环烯烃的加氢与脱氢反应

H2具有无污染和高转化效率的优点而被作为理想能源载体用于燃料电池中. 因此, H2的存储、运输和配送备受关注. 环烯烃可逆的加氢和脱氢反应特点使其有可能成为有机物储H2材料, 但其实现的关键在于设计高活性的低温加氢和脱氢催化剂.

Pt-Ni双金属催化剂被认为是环烯烃低温加氢反应中最具应用前景的催化剂之一. 研究表明, 该催化剂对环己烯、1,4-环己二烯、苯等烯烃具有较高的催化加氢活性. 目前, 人们采用表面实验技术与理论计算相结合, 来探索双金属催化剂表面的电子性质与其催化性能的内在联系. 研究表明, 具有Pt-Ni-Pt次表面结构的Pt-Ni双金属体系, 即Ni原子层位于表面Pt原子层下面, 比相应的单金属表面结构具有更高的催化C=C加氢活性. 该结构催化剂的低温加氢特性与其表面H2和烯烃较低的吸附能有关. 这是由于该结构的形成改变了活性金属电子性质的缘故.

此外, 人们还研究了Pt-Ni双金属表面Ni-Pt-Pt结构, 即单层Ni原子位于Pt表面. 实验和理论研究表明, Ni-Pt-Pt表面对吸附质的吸附力要强于Pt或Ni单金属表面, 这有利于氧化物脱氢和氨分解制氢反应.

西安交通大学能源与动力工程学院化学工程系齐随涛等人采用等体积浸渍法制备了γ-Al2O3负载的Pt和/或Ni双金属催化剂或单金属催化剂, 测定了它们的CO化学吸附量, 并在原位红外间歇反应装置上评价了其催化1,3-环己二烯(1,3-CHD)的低温 (308 K)加氢和脱氢性能. 结果表明, Pt-Ni/γ-Al2O3催化剂性能优于Pt/γ-Al2O3或Ni/γ-Al2O3. 结合密度泛函理论计算的不同催化剂上

1,3-CHD 的表面吸附能, 验证了具有较弱环烯烃吸附能的双金属催化剂加氢活性较高.