纳米锌-锰氧化物催化剂的催化加氢性能研究

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精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯的主要原料,其质量对对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及纤维等下游产品的质量有着较大的影响。随着聚酯工业的飞速发展,对PTA质量的要求越来越高,带动了粗对苯二甲酸精制技术的不断改进。目前粗对苯二甲酸(CTA)的精制生产工艺技术中加氢精制法占主导地位,而加氢精制法所用到的Pd/C催化剂非常昂贵且寿命短,本文运用共沉淀法制备了廉价的锌锰复合氧化物纳米催化剂。催化剂经XRD、TEM、BET等表征技术表明,其主要物相为ZnMnO3、ZnO和MnO2,粒径范围在70~200nm。本实验通过改变苯甲酸和苯甲醛催化加氢的氢气流量、预还原时间、反应温度来研究苯甲酸催化加氢的反应机理,为取代苯甲酸催化加氢的理论研究提供参考模型,同时也为加氢催化剂的设计和工艺条件的选择提供实验理论依据。研究表明苯甲酸单氧空位催化加氢符合M.v.K机理,而苯甲醛的深度加氢和苯甲酸的双氧空位加氢并不完全符合M.v.K机理;在此基础上利用锌锰复合氧化物纳米催化剂研究了对羧基苯甲醛(4-CBA)催化加氢的情况,并将对羧基苯甲醛分别与苯甲酸、对甲基苯甲酸混合来降低对羧基苯甲醛的熔点,考察了反应温度对对羧基苯甲醛(4-CBA)催化加氢的影响,结果表明当反应温度高于390℃时,反应能够顺利进行,且对羧基苯甲醛的转化率接近100%。
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