W量对Pt/GaWZrOx催化剂结构及甘油选择氢解性能的影响

来源 :化学学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luhaixiong1971
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在甘油选择氢解制1,3-丙二醇(1,3-PDO)反应中,Pt-WOx催化剂体系因其高活性和高选择性而受到研究者的广泛关注。本文制备了W量不同的Ga掺杂GaWZrOx固体酸(GaWZ),然后作为载体采用浸渍法制备了Pt/GaWZ催化剂,系统考察了W的量对催化剂物化性质和催化性能的影响。CO化学吸附和X射线光电子能谱(XPS)表征发现,随着GaWZ载体中W量的增加,其上负载的Pt的分散度先增加,在10 wt % W的Pt/GaWZ(10)催化剂上达到最高值86%,然后在15 wt % W时降低。紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、傅里叶变换红外(FTIR)和XPS表征表明,Pt/GaWZ催化剂中的W与四方相ZrO2表面的Zr–OH基团存在较强作用,形成了单分散的WOx物种;当大于7.5 wt % W时,开始出现第二层WOx物种。单分散的WOx物种可能是Pt分散度提高的重要原因。由程序升温氨脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附红外(Py-IR)表征结果可见,W的量越高,催化剂的酸量越大,Br?nsted酸和Lewis酸同时增加。在甘油氢解反应中,随着W的增加,Pt/GaWZ催化剂上的甘油转化率呈火山型变化趋势,而目标产物1,3-PDO的选择性则持续提高。1,3-PDO得率在Pt/GaWZ(10)催化剂上达到最高,为47.5%,而且该催化剂有良好的套用稳定性。根据表征结果,我们推测Pt的分散度及Pt与WOx物种之间的协同作用决定了Pt/GaWZ催化剂在甘油氢解反应中的活性;而1,3-PDO选择性与Br?nsted酸量之间呈现的良好的线性关系,说明WOx物种上的Br?nsted酸位是决定Pt/GaWZ催化剂上1,3-PDO选择性的关键。
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