【正文】 在三個多月的實驗過程中，論文開題、實驗方案的確 定以及實驗過程我所遇到的難題均得到了 王文珍教授 詳細、耐心、準確的解答 ，使問題最終 得到 圓滿 的 解決，我的畢業(yè)論文從開始到完成都無不凝聚著 王文珍教授 的心血， 王老師 嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度以及對學生孜孜不倦的教誨 將使我 生受益匪淺 。 （ 3）不同的焙燒溫度對活性氧化鋁載體的晶 相、晶型 有影響， 焙燒溫度在 800 176。C時，硝酸根徹底分解。C 時，焙燒 6 h 得到的活性氧化鋁載體具有良好的晶相及孔結(jié)構(gòu)并且能夠使活性組分均勻的分布。面外彎曲振動和面內(nèi)彎曲振動譜帶較弱。C 下 氧化鋁載體 的紅外光譜圖 西安石油大學本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 16 liang3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19%Transmittance 10 00 20 00 30 00 40 00 W av en u mb er s ( c m 1) 圖 3 800 176。C 時，氧化鋁只要以 α Al2O3 晶型存 在。C 下的 氧化鋁載體的光學顯微鏡圖 900 176。 焙燒是固體狀載體物料加熱而不熔融的化學過程，在焙燒過程中物料發(fā)生了化學和物理變化。C~700 176。C 時，實驗發(fā)現(xiàn)所有的拜耳石均轉(zhuǎn)變?yōu)椴肥译S老化時間的延長，顆粒的結(jié)晶度提高，粒徑分布變窄。9H2O(AR， 西安化學試劑廠 )為原料，在室溫下將 沉淀劑 (NH4 )2CO3(AR， 西安化學試劑廠 )緩慢的加入 Al 溶液中產(chǎn)生沉淀。在分辨率 4 cm– 1， 掃描次數(shù) 32次 ， 掃描范圍 4004000 cm 1條件下 ， 測試其紅外圖譜。C 6 小時 ⑵ Co(NO3)2, Cu(NO3)2 12 小時 110 176。C 6 小時 ② Co(NO3)2, Cu(NO3)2 12 小時 110 176。C 下干燥過夜 不同溫度下焙燒 西安石油大學本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 10 圖 23 Nicolet 5700 傅立葉紅外光譜儀操作規(guī)程 負載型 催化劑的制備 用過量 浸漬法制備 活性 氧化鋁負載 CoNi、 CoCu、 Cu –Ni及 CuZn雙金屬 催化劑 ，這種方法是將載體浸入過量的溶液中（浸漬液體積超過載體可吸收體積）， 待吸收平衡后，瀝去過剩溶液，干燥、焙燒后的催化劑成品。 實驗流程圖如 下所示： 通過控制變量法尋求最合理的制備方案，見表 22： 表 22 催化劑載體的制備 編號 Al(NO3)3 溶液 的濃度 調(diào)節(jié) pH 值 老化時間 干燥溫度 焙燒時間 (1) 2 mol? L1 PH=8 12 小時 110 176。 西安石油大學本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 8 2 實驗部分 實驗試劑和儀器 實驗試劑 表 211 主要實驗試劑一覽表 試劑名稱 純度 生產(chǎn)廠家 硝酸鋁 分析純 西安化學試劑廠 碳酸銨 分析純 西安化學試劑廠 硝酸鈷 分析純 西安化學試劑廠 硝酸鎳 分析純 天津市福晨化學試劑廠 硝酸銅 分析純 西安化學試劑廠 硝酸鋅 分析純 西安化學試劑廠 氧化鋁 分析純 西安化學試劑廠 實驗儀器 表 212 主要實驗設(shè)備一覽表 設(shè)備名稱 儀器 型號 生產(chǎn)廠家 電子分析天平 BT224 型 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司 電熱鼓風干燥 箱 SY101BS0 天津三水科學儀器有限公司 光學顯微鏡 XSPBM 寧波光學股份有限公司 傅立葉紅外光譜儀 Nicdet570 美國熱電有限公司 茂福爐 沈陽市工業(yè)電爐廠 氧化鋁載體的制備 稱取 g的 Al(NO3)3對催化劑載體孔結(jié)構(gòu)的要求首先是提供盡可能大的反應接觸面積 ,提高活性組分的分散度 ,其次是孔徑 ,孔徑過大 ,載體的比表面積就會減小 ,孔徑過小 ,給反應物的擴散帶來不利的 影響 ,從而影響催化劑的活性。 （ 4） 在化工生產(chǎn)工藝中更好的使用負載型催化劑，以便開發(fā)各種新型的催化劑載體。這些報告集中介紹了各種重要的和新開發(fā)的催化劑載體制備技術(shù)。 γ 型氧化鋁不溶于水，能溶于強酸或 強堿 溶液，將它加熱至 1200 176。這些性質(zhì)對于用做催化劑載體的氧化鋁有重要 的意義。 此外，盡管催化劑載體的種類很多，有些載體本身也用作催化劑或具有催化性能，如 Al2O SiO2 及分子篩等，但研制開發(fā)或使用載體最終要與催化劑的應用密切相關(guān)。g 1)， 孔徑分布窄 (集中在 6 nm 左右 )且孔道大小均勻、形狀規(guī)整 ， 該方法工藝簡單、成本低 ， 適于批量生產(chǎn) 。其原因除了由于載體使活性表面增加，降低對毒物的敏感性以外，而且載體還有分解和吸附毒物的作用。 (5) 和活性組分作用形成新的化合物 有時，當活性組分負載在載體上 后 ，由于兩者的作用或因形成吸附鍵，部分活性組分與載體間可能形成新的化合物，并對催化活性產(chǎn)生影響。 不使用載體的催化劑，活性組分顆粒緊密接觸。 （ 1） 增加有效表面和提供 合適的孔結(jié)構(gòu) 催化劑所具有的孔結(jié)構(gòu)及有效表面是影響催化活性及選擇性的重要因素。C 下焙燒的催化劑其乙酸乙酯的產(chǎn)率要比 600 176。 在各種晶型的 Al2O3 中，某些過渡形態(tài)（如 γAl2O3 、 ηAl2O3 等）具有酸性功能及特殊的孔結(jié)構(gòu)，它們常用來作催化劑或復合催化劑的成分，也是使用量最大的一類催化劑載體。所以，常從比表面積這 一角度出發(fā)，將載體分為高比表面積載體及低比表面積載體兩類。 西安石油大學本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 2 大多數(shù)載體 本身 并 無催化活性 ，這些催化劑 載體 被稱為 惰性載體。多數(shù)載體是催化劑工業(yè)中的產(chǎn)品 ， 常用的有氧化鋁載體、 硅膠 載體、活性炭載體及某些天然產(chǎn)物如浮石、 硅藻土 等。新能源的開發(fā)、資源綜合利用、環(huán)境污染整治、新工藝技術(shù)的開發(fā)都離不開催化劑和催化技術(shù)。 通過 采用過量浸漬法制備活性氧化鋁負載 CoNi、 CoCu、 CuNi及 CuZn雙金屬催化劑 ， 并 對 活性氧化鋁載體及催化劑樣品進行紅外光譜、 光學顯微鏡 分析。結(jié)果表明， 該產(chǎn)品 具有較好的 晶 相 和 性質(zhì) 并且能 夠 使活性組分均勻的分布。催化技術(shù)與催化科學已成為當代石油 化工和化學工業(yè)的基石與支柱，催化科學已成為化學學科的前沿領(lǐng)域。常用 “ 活性組分名稱 載體名稱 ” 來表明負載型催化劑的組成 ， 如加氫用的鎳 氧化鋁催化劑、氧化用的氧化釩 硅藻土催化劑。但有些載體也表現(xiàn)出催化活性，稱活性載體，如烴類 催化重整 所用的鉑 氧化鋁催化劑 ,鉑是具有 加氫 和 脫氫 的功能的活性組分，氧化鋁是具有 異構(gòu)化 功能的活性組分，兩者組合成為雙功能催化劑。 其中，用作吸附劑、催化劑及催化劑載體的多孔性 Al2O3，一般又稱其 為“活性氧化鋁”的研究及分類比較全面。終態(tài) αAl2O3基本上屬于惰性物質(zhì)，常用作一些催化劑的載體。C 下焙燒時 高兩倍；此外，組成不同的載體都在 600 176。采用適宜的載體及 相應的制備方法，可使負載催化劑具有較大的有效表面及適宜的孔結(jié)構(gòu)。在高溫下，由于顆粒相互作用會逐漸聚集增大，使表面積減少，嚴重時則因燒結(jié)而導致活性顯著下降。例如，用 共沉淀法制取Ni 催化劑時，如果用 Al2O3作載體，部分 Ni 與 Al2O3形成 鋁酸鎳，使得負載的 Ni 含量很少，所以對 C=C加氫反應有較高活性，而對 CC加氧分解反應只稍呈活性。 催化劑 載體 的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 氧化鋁作為催化劑或 載體 被廣泛應用于各個領(lǐng)域 ， 由于其潛在的應用價值 。 我國的氧化鋁工業(yè)自建國以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策的指導下，取得了長足的進步，尤其是近二十年來，氧化鋁工作得到了飛速發(fā)展，為國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展作出了重西安石油大學本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 5 要的貢獻。其次， Al2O3 作為 精細化工產(chǎn)品在國外發(fā)展十分迅速。氧化鋁大多是從其氫氧化 鋁 （又稱水合氧化鋁或氧化鋁水合物 ） 制備的。C 就全部轉(zhuǎn)化為 α 型氧 化鋁 ?；仡?20 世紀 80 年代末對催化劑載體制備技術(shù)的要求 ，只要集中在高催化活性、高選擇性、壽命、強度、開車設(shè)備、制備可重復、加工步驟合適、生產(chǎn)成本等方面，但是 90 年代末，對催化劑載體制備技術(shù)的要求，服從全球性目標，對進入 21世紀的要求 [14]，確認催化科學和人類的保健、食物供應、能源和新材料四個方面密切有關(guān) ，集中強調(diào)要為全球經(jīng)濟增長和可持續(xù)發(fā)展的目標而努力，突出的是“環(huán)境經(jīng)濟問題”。 以上說明總體上對催化劑載體的研究、開發(fā)、制備和生產(chǎn)提出更高要求。因此 ， 孔結(jié)構(gòu)適宜的 γ Al2O3成為催化劑開發(fā)的重要課題之一。9H2O(AR， 西安化學試劑廠 ),配制成 250 mL 2 mol?L1的水溶液 ， 然后取兩個 200 mL的燒杯 ， 分別編號 (1)和 (2)， 用移 液管分別移取 50 mL 2 mol?L1的 Al(NO3)3水溶液到兩個燒杯中 ， 再逐漸向兩個燒杯中加入沉淀劑 (NH4 )2CO3(AR， 西安化學試劑廠 ) 并不斷用玻璃棒攪拌 ， 直到溶液的 pH = 8， (1)號燒杯 經(jīng)成膠 、 過濾后在室溫下老化 12 h， (2)號燒杯經(jīng) 成膠、過濾后 在室溫下老化 24 h，然后分別在 110 176。C 6 小時 (2) 2 mol? L1 PH=8 24 小時 110 176。 過量浸漬法的實驗操作步驟比較簡單。C 800 176。C 800 176。 由于原料化合物中都含有硝酸根，所以對原料化合物也要進行紅外光譜儀檢測，通過分析 原料化合物、負載型 雙金屬 催化劑樣品的 紅外光譜 圖 ，以此考察原料化合物的分解情況以及負載型 雙金屬 催化劑產(chǎn)品中包含的元素。離子的初始濃度為 2 mol?L1時， Al 溶液中 Al3+以水合離子 Al(H2O)63+ 形式存在；當 pH3時， Al(H2O)63+明顯水解： Al(H2O)63+ ? Al(H2O)5 (OH)2+ + H+ Ka=?105 （ 1） PH 值升高，水解程度增 加。 因此 本實驗老化的溫度選擇在室溫下，老化時間為 12 h 和 24 h。C 為中溫焙燒， 700 176。這些變化可以概括為熱分解、再結(jié)晶和燒結(jié)這三個過程。C 下的 氧化鋁載體的光學顯微鏡圖 由以上 不同 溫度 下焙燒 制得 的 活性 氧化鋁 載體 的光 譜圖可以 看出， 焙燒溫度 對 活性 氧化鋁載體的 晶 相 有很大的影響 。γAl2O3 是中間過渡態(tài)，當溫度 加熱至 1200 176。C 下 氧化鋁載體 的紅外光譜圖 liang4 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26%Transmittance 10 00 20 00 30 00 40 00 W av en u mb er s ( c m 1) 圖 4 900 176。 以下為不溫度下 紅外光譜圖 的特征吸收峰 ： 表 33 沉淀狀態(tài)與 pH值的關(guān)系 編號 紅外 光譜圖 的 特征吸收峰 cm1 圖 1 、 、 、 圖 2 、 、 、 、 圖 3 、 、 、 、 、 圖 4 、 、 、 、 、 、 、 圖 5 、 、 、 、 、 、 、 水 分子 的紅外吸收峰位于 3350~3590 cm 1630~1650 cm1之間，而且吸收峰很西安石油大學本科畢業(yè) 設(shè)計（論文） 18 強。