二氧化钛负载的镍氧化态对乙腈气相加氢的影响

夏龙飞 江治 上官文峰 顾顺超 平野真一

引用本文: 夏龙飞, 江治, 上官文峰, 顾顺超, 平野真一. 二氧化钛负载的镍氧化态对乙腈气相加氢的影响[J]. 物理化学学报, 2015, 31(5): 941-947. doi: 10.3866/PKU.WHXB201503051 shu
Citation:  XIA Long-Fei, JIANG Zhi, SHANGGUAN Wen-Feng, GU Shun-Chao, HIRANO Shinichi. Influence of Oxidation State of Nickel Supported on TiO2 on Gas-Phase Hydrogenation of Acetonitrile[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(5): 941-947. doi: 10.3866/PKU.WHXB201503051 shu

二氧化钛负载的镍氧化态对乙腈气相加氢的影响

  • 基金项目:

    花王株式会社(日本)项目资助 (日本)

摘要:

采用浸渍法制备了二氧化钛负载镍催化剂. 通过控制还原温度(200-400 ℃), 在TiO2上得到不同氧化态的镍颗粒. 结果发现, 乙腈气相加氢反应受镍氧化态的影响, 300 ℃下还原的催化剂表现出最高的乙腈转化活性, 100 ℃时将乙腈完全转化. 产物产率受到Ni/TiO2催化剂酸性的影响, 而催化剂的酸性不仅受到TiO2载体的影响, 还受到负载物Ni 颗粒性质的影响. 随着催化剂还原温度升高, 金属态镍逐渐出现在催化剂表面, 降低了催化剂的酸性强度, 使三乙胺的最大产率升高(从34%升高到48%左右). 研究还发现在Ni/TiO2催化乙腈加氢反应中, 三乙胺是初始产物. Ni 的状态不仅影响乙腈的转化, 还影响产物的脱附. 提出了乙腈加氢的第一步反应机理.

English

    1. [1]

      (1) Weissermel, K.; Arpe, H. J. Industrial Organic Chemistry; Verlag Chemie: Berlin, 1978.

      (1) Weissermel, K.; Arpe, H. J. Industrial Organic Chemistry; Verlag Chemie: Berlin, 1978.

    2. [2]

      (2) Grayson, M. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2nd ed.; Wiley: New York, 1983; Vol. 2, p 272.(2) Grayson, M. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2nd ed.; Wiley: New York, 1983; Vol. 2, p 272.

    3. [3]

      (3) Li, H. X.; Wu, Y. D.; Luo, H. S.; Wang, M. H.; Xu, Y. P. Journal of Catalysis 2003, 21, 15.(3) Li, H. X.; Wu, Y. D.; Luo, H. S.; Wang, M. H.; Xu, Y. P. Journal of Catalysis 2003, 21, 15.

    4. [4]

      (4) Wang, M. H.; Li, H. X.; Wu, Y. D.; Zhang, J. Materials Letters 2003, 57, 2954. doi: 10.1016/S0167-577X(02)01404-0(4) Wang, M. H.; Li, H. X.; Wu, Y. D.; Zhang, J. Materials Letters 2003, 57, 2954. doi: 10.1016/S0167-577X(02)01404-0

    5. [5]

      (5) Braos-García, P.; García-Sancho, C.; Infantes-Molina, A.; Rodríguez-Castellón, E.; Jiménez-López, A. Applied Catalysis A: General 2010, 381, 132. doi: 10.1016/j.apcata.2010.03.061(5) Braos-García, P.; García-Sancho, C.; Infantes-Molina, A.; Rodríguez-Castellón, E.; Jiménez-López, A. Applied Catalysis A: General 2010, 381, 132. doi: 10.1016/j.apcata.2010.03.061

    6. [6]

      (6) Medina, F.; Salagre, P.; Sueiras, J. E.; Fierro, J. L. G. Journal of Molecular Catalysis 1991, 68, L17.(6) Medina, F.; Salagre, P.; Sueiras, J. E.; Fierro, J. L. G. Journal of Molecular Catalysis 1991, 68, L17.

    7. [7]

      (7) Medina, F.; Dutartre, R.; Tichit, D.; Coq, B.; Dung, N. T.; Salagre, P.; Sueiras, J. E. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 1997, 119, 201. doi: 10.1016/S1381-1169(96)00484-0(7) Medina, F.; Dutartre, R.; Tichit, D.; Coq, B.; Dung, N. T.; Salagre, P.; Sueiras, J. E. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 1997, 119, 201. doi: 10.1016/S1381-1169(96)00484-0

    8. [8]

      (8) Braos-García, P.; Maireles-Torres, P.; Rodríguez-Castellón, E.; Jiménez-López, A. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 2003, 193, 185. doi: 10.1016/S1381-1169(02)00454-5(8) Braos-García, P.; Maireles-Torres, P.; Rodríguez-Castellón, E.; Jiménez-López, A. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 2003, 193, 185. doi: 10.1016/S1381-1169(02)00454-5

    9. [9]

      (9) Yang, P. F.; Jiang, Z. X.; Ying, P. L.; Li, C. Journal of Catalysis 2008, 253, 66. doi: 10.1016/j.jcat.2007.10.029(9) Yang, P. F.; Jiang, Z. X.; Ying, P. L.; Li, C. Journal of Catalysis 2008, 253, 66. doi: 10.1016/j.jcat.2007.10.029

    10. [10]

      (10) mez, S.; Peters, J. A.; Maschmeyer, T. Adv. Synth. Catal. 2002, 344, 1037.(10) mez, S.; Peters, J. A.; Maschmeyer, T. Adv. Synth. Catal. 2002, 344, 1037.

    11. [11]

      (11) Verhaak, M. J. F. M.; Dillen, A. J.; Geus, J.W. Catalysis Letters 1994, 26, 37. doi: 10.1007/BF00824030(11) Verhaak, M. J. F. M.; Dillen, A. J.; Geus, J.W. Catalysis Letters 1994, 26, 37. doi: 10.1007/BF00824030

    12. [12]

      (12) Zhao, J.; Chen, H.; Tian, X. C.; Zang, H.; Fu, Y. C.; Shen, J. Y. Journal of Catalysis 2013, 298, 161. doi: 10.1016/j.jcat.2012.11.010(12) Zhao, J.; Chen, H.; Tian, X. C.; Zang, H.; Fu, Y. C.; Shen, J. Y. Journal of Catalysis 2013, 298, 161. doi: 10.1016/j.jcat.2012.11.010

    13. [13]

      (13) Rode, C. V.; Arai, M.; Shirai, M.; Nishiyama, Y. Applied Catalysis A: General 1997, 148, 405. doi: 10.1016/S0926-860X(96)00238-4(13) Rode, C. V.; Arai, M.; Shirai, M.; Nishiyama, Y. Applied Catalysis A: General 1997, 148, 405. doi: 10.1016/S0926-860X(96)00238-4

    14. [14]

      (14) Huang, Y. Y.; Sachtler, W. M. H. Journal of Catalysis 1999, 188, 215. doi: 10.1006/jcat.1999.2645(14) Huang, Y. Y.; Sachtler, W. M. H. Journal of Catalysis 1999, 188, 215. doi: 10.1006/jcat.1999.2645

    15. [15]

      (15) Huang, Y. Y.; Adeeva, V.; Sachtler, W. M. H. Applied Catalysis A: General 2000, 196, 73. doi: 10.1016/S0926-860X(99)00457-3(15) Huang, Y. Y.; Adeeva, V.; Sachtler, W. M. H. Applied Catalysis A: General 2000, 196, 73. doi: 10.1016/S0926-860X(99)00457-3

    16. [16]

      (16) Gluhoi, A. C.; M?rginean, P.; St?nescu, U. Applied Catalysis A: General 2005, 294, 208. doi: 10.1016/j.apcata.2005.07.036(16) Gluhoi, A. C.; M?rginean, P.; St?nescu, U. Applied Catalysis A: General 2005, 294, 208. doi: 10.1016/j.apcata.2005.07.036

    17. [17]

      (17) Cerveny, L. Catalytic Hydrogenation; Elsevier: Amsterdam, 1986.(17) Cerveny, L. Catalytic Hydrogenation; Elsevier: Amsterdam, 1986.

    18. [18]

      (18) Coq, B.; Tichit, D.; Ribet, S. Journal of Catalysis 2000, 189, 117. doi: 10.1006/jcat.1999.2694(18) Coq, B.; Tichit, D.; Ribet, S. Journal of Catalysis 2000, 189, 117. doi: 10.1006/jcat.1999.2694

    19. [19]

      (19) Cabello, F. M.; Tichit, D.; Coq, B.; Vaccari, A.; Dung, N. T. Journal of Catalysis 1997, 167, 142. doi: 10.1006/jcat.1997.1523(19) Cabello, F. M.; Tichit, D.; Coq, B.; Vaccari, A.; Dung, N. T. Journal of Catalysis 1997, 167, 142. doi: 10.1006/jcat.1997.1523

    20. [20]

      (20) Feng, W. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 1992, 8, 313. [冯言貝民. 物理化学学报, 1992, 8, 313.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19920307(20) Feng, W. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 1992, 8, 313. [冯言貝民. 物理化学学报, 1992, 8, 313.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19920307

    21. [21]

      (21) Barr, T. L. J. Phys. Chem. 1978, 82, 1801. doi: 10.1021/j100505a006(21) Barr, T. L. J. Phys. Chem. 1978, 82, 1801. doi: 10.1021/j100505a006

    22. [22]

      (22) Moulder, J. F.; Stickle, W. F.; Sobol, P. E.; Bomben, K. D. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy; Perkin Elmer Eden Prairie:Minnesota, MN, 1992.(22) Moulder, J. F.; Stickle, W. F.; Sobol, P. E.; Bomben, K. D. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy; Perkin Elmer Eden Prairie:Minnesota, MN, 1992.

    23. [23]

      (23) Ramqvist, L.; Hamrin, K.; Johansson, G.; Fahlman, A.; Nordling, C. Journal of Physics and Chemistry of Solids 1969, 30, 1835. doi: 10.1016/0022-3697(69)90252-2(23) Ramqvist, L.; Hamrin, K.; Johansson, G.; Fahlman, A.; Nordling, C. Journal of Physics and Chemistry of Solids 1969, 30, 1835. doi: 10.1016/0022-3697(69)90252-2

    24. [24]

      (24) Hopfengärtner, G.; Borgmann, D.; Rademacher, I.; Wedler, G.; Hums, E.; Spitznagel, G. Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 1993, 63, 91. doi: 10.1016/0368-2048(93)80042-K(24) Hopfengärtner, G.; Borgmann, D.; Rademacher, I.; Wedler, G.; Hums, E.; Spitznagel, G. Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 1993, 63, 91. doi: 10.1016/0368-2048(93)80042-K

    25. [25]

      (25) Leinen, D.; Fernandez, A.; Espinos, J.; Holgado, J.; nzález- Elipe, A. Applied Surface Science 1993, 68, 453. doi: 10.1016/0169-4332(93)90226-2(25) Leinen, D.; Fernandez, A.; Espinos, J.; Holgado, J.; nzález- Elipe, A. Applied Surface Science 1993, 68, 453. doi: 10.1016/0169-4332(93)90226-2

    26. [26]

      (26) Rats, D.; Vandenbulcke, L.; Herbin, R.; Benoit, R.; Erre, R.; Serin, V.; Sevely, J. Thin Solid Films 1995, 270, 177. doi: 10.1016/0040-6090(95)06913-5(26) Rats, D.; Vandenbulcke, L.; Herbin, R.; Benoit, R.; Erre, R.; Serin, V.; Sevely, J. Thin Solid Films 1995, 270, 177. doi: 10.1016/0040-6090(95)06913-5

    27. [27]

      (27) Perry, S. S.; Ager, J.W., III; Somorjai, G. A.; McClelland, R. J.; Drory, M. D. Journal of Applied Physics 1993, 74, 7542. doi: 10.1063/1.354980(27) Perry, S. S.; Ager, J.W., III; Somorjai, G. A.; McClelland, R. J.; Drory, M. D. Journal of Applied Physics 1993, 74, 7542. doi: 10.1063/1.354980

    28. [28]

      (28) Kim, K. S.; Davis, R. Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 1973, 1, 251.(28) Kim, K. S.; Davis, R. Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 1973, 1, 251.

    29. [29]

      (29) Kuznetsov, M.; Zhuravlev, J. F.; Gubanov, V. Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 1992, 58, 169. doi: 10.1016/0368-2048(92)80016-2

      (29) Kuznetsov, M.; Zhuravlev, J. F.; Gubanov, V. Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 1992, 58, 169. doi: 10.1016/0368-2048(92)80016-2

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  225
  • 文章访问数:  497
  • HTML全文浏览量:  5
文章相关
  • 发布日期:  2015-05-08
  • 收稿日期:  2014-12-09
  • 网络出版日期:  2015-03-05
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章