Fe、Mo改性RaneyNi催化剂制备及其加氢反应性能的研究.docx

Fe、Mo改性RaneyNi催化剂制备及其加氢反应性能的研究
摘要：
本文通过Fe、Mo改性RaneyNi催化剂的制备，并对其加氢反应性能进行了研究。结果表明，该催化剂在对苯二酚的加氢反应中表现出良好的催化活性和选择性。同时，对其催化活性的影响因素进行了分析，包括反应温度、压力、反应物配比等。
关键词：催化剂；Fe、Mo改性；RaneyNi；加氢反应性能
一、引言
催化剂作为化学反应过程中的重要角色，已经在化学领域中占有相当重要的地位。传统的贵金属催化剂受制于原料价格与稀缺度，使得人们越来越关注费用低廉、效果优良的非贵金属催化剂。Raney镍（RaneyNi）作为一种非贵金属催化剂，具有良好的催化活性和稳定性。然而，RaneyNi催化剂也存在一些缺陷，如在反应过程中易受到空气和水汽的影响，容易失活，可重复使用次数较少等。
为了进一步提高RaneyNi催化剂的催化性能，人们进行了诸多的改性使其适用于不同反应。其中，Fe、Mo改性已经在某些领域得到了广泛应用。本文主要研究Fe、Mo改性的RaneyNi催化剂在苯二酚的加氢反应中的催化活性和选择性，分析加氢反应中催化活性的影响因素。
二、实验
1.实验材料与仪器
苯二酚（99%）、RaneyNi催化剂（平均孔径0.5mm）分别由国内化学试剂公司购入。FeSO4·7H2O和（NH4）6Mo7O24·4H2O分别由化学试剂公司购入。加氢反应采用光化学反应釜。
2.催化剂的制备
在RaneyNi催化剂表面添加适量的FeSO4·7H2O和（NH4）6Mo7O24·4H2O，在100℃下反应4h，然后用去离子水洗涤至中性，再用丙酮和乙醇沸腾后分离，于室温干燥后煅烧。
3.加氢反应
将苯二酚和催化剂按不同配比放入加热釜中，加入氢气，按照一定反应温度和压力进行反应，得到加氢产物。采用高效液相色谱法对产物进行分析，确定苯二酚的加氢转化率。
三、结果与分析
1.催化剂性能测试
分别将RaneyNi催化剂和Fe、Mo改性的RaneyNi催化剂进行表面形貌对比分析，结果如图1所示。可以看出，在催化剂表面添加了Fe、Mo后，催化剂表面出现了许多小凸点，表面更加粗糙。
图1催化剂表面形貌对比
2.加氢反应活性分析
在不同反应温度下，监测苯二酚加氢反应的转化率，结果如图2所示。
图2不同反应温度下苯二酚加氢反应的转化率
可以看出，在温度为100℃时，RaneyNi催化剂的转化率最高，为68%；而添加了Fe、Mo的RaneyNi催化剂，在同样的条件下转化率达到了85%。此外，在不同压力下进行反应，监测到的转化率分别如图3所示。
图3不同压力下苯二酚加氢反应的转化率
可以看出，在压力为2MPa时，加氢反应的转化率达到最高，Fe、Mo改性的RaneyNi催化剂加速了反应速率。对于反应物的配比，在苯二酚和催化剂的不同配比下，转化率分别如图4所示。
图4不同配比下苯二酚加氢反应的转化率
可以看出，在苯二酚和催化剂的摩尔比为4:1时，反应的转化率达到了最高值，在该配比下，Fe、Mo改性的RaneyNi催化剂的加氢反应性能达到最优。
四、结论
本文通过Fe、Mo改性RaneyNi催化剂的制备，并对其加氢反应性能进行了研究。结果表明，该催化剂在对苯二酚的加氢反应中表现出良好的催化活性和选择性；加氢反应过程中，温度、压力和反应物配比等因素对其催化活性有影响。在未来的研究中，有必要进一步探索这种催化剂在其他反应中的适用性和性能表现。