AH型非贵金属松香歧化催化剂的研究

论文摘要

歧化松香是松香改性的重要产品之一,用途广泛。迄今为止,Pd/C催化剂是工业生产歧化松香的最佳催化剂。但因地壳中贵金属Pd含量少,价格贵,因此采用非贵金属催化剂为活性组分制备催化剂催化松香歧化反应,一直是研究者关注的一个课题。 本论文将先进的纳米技术用于催化剂的制备中,开发出了具有较高催化活性的用于松香歧化反应的非贵金属纳米催化剂,并对松香歧化工艺、歧化反应本征动力学等进行了系统研究,具体工作分四部分进行: 1)催化剂制备及催化性能考察。对催化剂的制备方法、制备条件和活性组分进行了考察,发现用溶胶-凝胶—沉淀法制备的AH型催化剂具有较高的催化活性。其制备条件为:水浴温度T1、凝胶pH值X3,焙烧温度t3,还原温度T。 2)歧化松香的制备及结果讨论。对歧化松香的制备工艺进行了考察,得出歧化松香的最佳制备工艺为:反应温度270℃,反应时间2.5小时,催化剂用量为4%。 3)对松香歧化本征动力学进行了研究,结果表明,在240～270℃范围内,此反应为一级反应,反应速率常数k与T的关系为K=Aexp（-E/RT）,其中E=184.80kJ.mol-1,A=1.453×1016min-1。 4)采用BET分析对催化剂物性进行了表征。结果表明:a)相同活性组分催化剂,催化活性与比表面积成正比,比表面积大,催化活性高;b)相同比表面积,活性组分分布在基体的外表面,催化活性高。

论文目录

• 前言
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 研究背景
• 1.1 松香概况
• 1.2 松香的化学组成及物理、化学性质
• 1.2.1 化学组成
• 1.2.2 物理性质
• 1.2.3 化学性质
• 1.3 歧化松香的研究进展
• 1.3.1 歧化松香的用途及需求量
• 1.3.2 松香歧化反应机理及动力学的研究进展
• 1.3.3 歧化松香用催化剂的研究进展
• 1.4 纳米粒度催化剂的制备方法
• 1.4.1 制备方法分类
• 1.4.2 溶胶—凝胶法
• 1.4.3 sol-gel法制备纳米催化剂过程中的影响因素
• 1.4.3.1 溶剂种类及用量
• 1.4.3.2 催化剂和PH值
• 1.4.3.3 醇盐的品种与浓度
• 1.4.3.4 水解温度
• 1.4.3.5 添加剂
• 1.5 松香催化歧化反应本征动力学研究的基本原理
• 1.6 本论文的研究目的和意义
• 1.6.1 本论文的目的
• 1.6.2 本论文的意义
• 1.7 本论文研究的主要内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 制备催化剂的设备及方法
• 2 1.1 主要实验仪器及设备
• 2.1.2 催化剂制备方法及步骤
• 2.2 松香歧化反应的试剂、设备及方法
• 2.2.1 松香歧化反应的设备及实验装置
• 2.2.2 松香歧化反应方法的确定
• 2.2.3 实验装置及实验步骤
• 2.3 产品的分析方法
• 2.3.1 试剂
• 2.3.2 设备
• 2.3.3 松香的酸值分析方法
• 2.3.4 松香中去氢枞酸的分析
• 第三章 催化剂催化性能的考察
• 3.1 序言
• 3.2 原料松香
• 3.3 催化剂制备方法的考察
• 3.3.1 催化剂制备方法
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.3.2.1 溶胶-凝胶法对催化剂反应活性的影响
• 3.3.2.2 溶胶-凝胶-沉淀法对催化剂反应活性的影响
• 3.3.2.3 溶胶-凝胶-浸渍沉淀法对催化剂反应活性的影响
• 3.3.3 小结
• 3.4 催化剂活性组分含量的考察
• 3.4.1 催化剂活性组分含量
• 3.4.2 结果与讨论
• 3.4.3 小结
• 3.5 催化剂制备条件的考察
• 3.5.1 催化剂制备条件
• 3.5.2 结果与讨论
• 3.5.3 小结
• 3.6 催化剂的改进
• 第四章 松香歧化反应研究
• 4.1 序言
• 4.2 原料松香的选择
• 4.3 空白实验
• 4.4 松香歧化反应温度、时间的考察
• 4.4.1 松香歧化反应的条件
• 4.4.2 结果与讨论
• 4.4.2.1 试验结果
• 4.4.2.2 反应时间、温度的影响
• 4.4.3 小结
• 4.5 催化剂用量的考察
• 第五章 松香歧化反应本征动力学研究
• 5.1 序言
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 松香歧化反应转速实验
• 5.2.2 松香歧化反应催化剂粒度实验
• 5.2.3 松香歧化反应动力学实验
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 外扩散影响的消除
• 5.3.2 内扩散影响的消除
• 5.3.3 松香歧化反应动力学数据及分析
• 5.3.4 幂函数型动力学模型的推导
• 5.3.4.1 反应级数的确定
• 5.3.4.2 活化能和指前因子
• 5.3.4.3 动力学方程的验证
• 5.3.5 动力学模型的分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 催化剂物性表征及结果讨论
• 6.1 序言
• 6.2 比表面测定实验方法
• 6.3 结果与讨论
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录