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毕业论文网 > 开题报告 > 化学化工与生命科学类 > 化学工程与工艺 > 正文

还原糖低能耗还原制备Pd/γ-Al2O3催化剂及其蒽醌加氢性能开题报告

 2020-10-31 09:11:48  

1. 研究目的与意义(文献综述)

h2o2作为一种绿色的化工原料被广泛的使用在各个领域[1],其生产量正逐年攀升,截止2012年我国h2o2总产能已经达到640万吨[2]。蒽醌法是目前工业生产h2o2的主要方法,大约占其产能的98%[3]。该方法以烷基蒽醌为工作载体,将磷酸三辛酯和重芳烃等有机溶剂溶解在工作载体中配制成工作液,主要包括工作液的氢化、氧化、萃取和后处理等工序,经循环后烷基蒽醌可重复使用。该方法的关键工序是烷基蒽醌的氢化反应,即用h2将烷基蒽醌加氢还原,生成烷基氢蒽醌,而加氢催化剂是氢化反应的核心[4-6]

pd-系催化剂具有用量少,活性高,安全性好等优点,所以被广泛的应用于h2o2生产的优选加氢催化剂,催化剂载体类型,金属分散度,催化剂的形状和活性组分与载体之间的结合方式对其催化性能都有较大影响[7]。同时han等人[8]和kamachi等人[9]认为蒽醌加氢催化过程中蒽醌分子的吸附和h2的吸附分解都发生在催化剂载体表面负载的pd0上,所以pd0是蒽醌加氢催化反应的活性组分。

传统pd-系催化剂的制备中,还原催化剂前驱物中pd(Ⅱ)主要通过添加h2,kbh4,水合肼,hmt(六亚甲基四胺)等化学还原剂或者通过使用超声等物理手段实现pd(Ⅱ)转换成pd0 [10-15] ,但是传统的还原手段能耗和污染物排放都达不到节能减排的要求。

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2. 研究的基本内容与方案

(1)本毕业论文的旨在使用葡萄糖等还原糖为还原剂,水热还原分布在载体表层的活性组分pd-,制备出一种制备过程、催化蒽醌加氢过程能耗低,氢化效率和氢化选择性高的pd/γ-al2o3催化剂;

首先优化还原糖种类,还原糖浓度,还原温度和还原时间等制备条件,通过和传统浸渍焙烧方法制备的pd/γ-al2o3催化剂催化蒽醌加氢制备h2o2的性能比较,得出制备pd/γ-al2o3催化蒽醌加氢制备h2o2的最佳条件;

通过对样品进行x射线粉末衍射(xrd)、红外光谱(ft-ir)、扫描电镜(sem)、光电子能拍(xps)和n2吸附-脱附等表征测试,分析其物相、形貌和织构性质等主要物理化学性质并结合相关文献,初步得出还原糖还原催化剂活性组分pd-的机理,并提出明确的葡萄糖等还原糖还原制备高效pd/γ-al2o3催化剂的方法和优化工艺。

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3. 研究计划与安排

第1周~第2周:查阅相关文献,明确研究内容及实验方案,探索实验,完成开题报告;

第3周~第4周:按设计方案进行初步实验;

第5周~第10周:采用不同的还原性糖,制备pd/γ-al2o3催化剂,对比评价其氢化效率,并在梳理相关文献的基础上进行初步解释;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] chen q.development of an anthraquinone process for the production of hydrogen peroxidein a trickle bed reactor—from bench scale to industrial scale[j]. chemicalengineering amp; processing, 2008, 47(5):787-792.

[2] 姚冬龄. 中国过氧化氢生产现状及展望[j]. 无机盐工业, 2013, 45 (9):1-4.

[3] yuan e, wuc, liu g, et al. one-pot synthesis of pd nanoparticles on ordered mesoporous al2o3,for catalytic hydrogenation of 2-ethyl-anthraquinone[j]. applied catalysis a: general,2016, 525:119-127.

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