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大孔-介孔等级孔Cu基催化剂对丁二烯选择性加氢性能研究OA

Study on Selective Hydrogenation of Butadiene over Macroporous-Mesoporous Hierarchical Cu-Based Catalysts

中文摘要英文摘要

当前商用Pd基催化剂价格昂贵,因此需要开发可替代性廉价金属催化剂.利用选择性刻蚀法,通过改变碱浓度设计合成了等级孔Cu基催化剂;结合X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积测试、压汞测试、N2O化学吸附测试等手段对其进行了表征.在气体空速为30 000 h-1、V(氢气)/V(丙烯)/V(丁二烯)/V(氦气)=137∶98∶1∶196的条件下,研究了等级孔Cu基催化剂的加氢性能.结果表明,Cu基催化剂具有大孔(4~5 μm)-介孔(2~25 nm)的等级孔结构;等级孔Cu基催化剂的完全转化温度为105℃,远低于商业Cu粉(220℃),并且稳定性超180 h;孔结构的引入提高了催化剂活性面积,增加了Cu催化位点数目,并且保留了适当含量的Al物种,有助于维持催化剂的等级孔结构,增强Cu催化位点的抗失活性能.

The current commercial Pd-based catalysts are expensive,so there is a need to develop alternative low-cost metal catalysts.In this study,hierarchical porous copper-based catalysts were synthesized via selective etching by adjusting alkali concentration,and were characterized using techniques including XRD,SEM,BET,MIP,and N2O chemisorption.The hydrogenation performance of the hierarchical porous Cu-based catalyst was evaluated under conditions of GHSV 30 000 h-1 and V(H2)/V(C3H6)/V(C4H6)/V(He)=137:98:1:196.Results indicate that the Cu-based catalyst possesses a hierarchical pore structure comprising macropores(4~5 μm)and mesopores(2~25 nm).The full conversion temperature of the hierarchical porous Cu-based catalyst is as low as 105 ℃,significantly lower than that of commercial Cu powder(220 ℃),while demonstrating stability exceeding 180 hours.The introduction of the hierarchical pore structure increases the active surface area of the catalyst and enhances the number of Cu active sites.Moreover,retaining an appropriate amount of Al species helps maintain the hierarchical pore structure and improves the resistance of Cu active sites to deactivation.

洪盈;李子丹;阮红星;王婉仪;黄传峰;苏宝连;王朝

武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室,湖北 武汉 430070武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室,湖北 武汉 430070武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室,湖北 武汉 430070武汉理工大学 化学化工与生命科学学院,湖北 武汉 430070武汉理工大学 化学化工与生命科学学院,湖北 武汉 430070||西北化工研究院有限公司,陕西 西安 710065||陕西延长石油(集团)有限责任公司,陕西 西安 710065武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室,湖北 武汉 430070||比利时那慕尔大学 无机材料化学实验室,比利时 那慕尔 B-5000武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室,湖北 武汉 430070

化学化工

多孔材料碱刻蚀Cu基催化剂选择性加氢低碳烯烃

Hierarchical porous materialsAlkaline etchingCopper-based catalystsSelective hydrogenationLight olefin

《石油化工高等学校学报》 2026 (1)

43-52,10

国家自然科学基金重大项目(22293020,22293022).

10.12422/j.issn.1006-396X.2026.01.006

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