高分散負載型貴金屬催化劑及其應用研究講課講稿.ppt

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1、高分散負載型貴金屬催化劑及其應用研究1.項目背景1.負載型催化劑占催化劑使用量的70％以上。2.貴重金屬為活性組分的催化劑在負載型催化劑總量中占了相當大的比例，消耗貴重金屬的量十分驚人。3.負載型催化劑存在金屬分散度低，結構穩(wěn)定性差等問題。4.采用不同方法和技術提高催化劑的金屬分散度和穩(wěn)定性成為現(xiàn)階段催化劑研究的熱點方向。2.項目研究任務1.突破貴金屬鈀活性組分在載體表面的均勻分散與穩(wěn)定化技術等共性關鍵工程化技術、關鍵裝備制造技術和催化劑應用技術。2.實現(xiàn)百噸級高分散負載型貴金屬催化劑工程化制備。3.

2、完成鈀系催化劑在幾類重要石油化工選擇性加氫過程。2.1課題研究目標及計劃執(zhí)行情況加氫反應轉化率≥95％CHDM選擇性≥90%催化草酸酯加氫轉化率≥95％乙二醇選擇性≥90%金屬組分分散度≥80％金屬組分用量降低50％乙炔轉化率≥80％乙烯選擇性≥60％課題研究目標計劃執(zhí)行情況申報國家發(fā)明專利6項申報國際發(fā)明專利2項建成高分散負載型金屬催化劑制備裝置金屬組分分散度≥50％金屬組分用量降低40％乙炔轉化率≥50％乙烯選擇性≥40％申報國家發(fā)明專利20項申報國際發(fā)明專利2項授權國家發(fā)明專利5項在江蘇和北京建

3、成高分散負載型催化劑和本體復合金屬氧化物催化劑制備裝置各一套加氫反應的轉化率≥98％CHDM選擇性≥95%催化草酸酯加氫反應轉化率≥95％乙二醇選擇性≥90%選擇鈀系貴金屬催化劑材料作為工作重點原前驅體中其它組分起隔離劑和助催化劑的作用采用創(chuàng)新的負載型金屬催化劑制備技術原位生長技術關鍵技術總結在催化劑載體表面原位合成含活性組分的層狀前驅體，經(jīng)還原后活性組分以微小的晶粒尺寸在載體上高度分散。3.關鍵技術總結3.1傳統(tǒng)浸漬法（1）金屬活性中心不定位，分散沒有規(guī)律，催化活性下降；（2）金屬用量大，資源浪費嚴

4、重；（3）催化劑壽命短，再生頻繁、能耗高。關鍵技術之一：單分散成核技術在氧化鋁載體表面，通過有效激活表面鋁原子來合成包含活性金屬原子的配合物前驅體。活性組分原子與激活原子相互高度分散成核。關鍵技術之二：晶格定位技術在載體表面，活性金屬原子與配位原子呈規(guī)則排列，取向定位生長，從而使得活性組分高度均勻分散，而惰性組分則起到隔離和助催化作用。關鍵技術之三：程序升溫均勻分解技術基于層狀材料特殊的結構“結構記憶”效應，通過控制程序升溫焙燒，使得活性金屬與配位原子轉變成對應的氧化物，不同種類的氧化物之間相互均勻分

5、散，從而控制活性組分高度均勻分散。關鍵技術之四：網(wǎng)阱限域技術通過控制制備條件，在催化劑表面構筑網(wǎng)阱陣列結構?；钚越饘傥⒕挥诠鹊祝噜徫⒕в赏狗甯綦x，且構成凸峰的氧化物起隔離劑和助催化劑的作用。這種表面網(wǎng)阱結構形成了高穩(wěn)定結合態(tài)，使得活性組份不易流失、催化劑壽命延長。2突破了4項高分散催化劑的共性關鍵工程化制備技術。研發(fā)了2類（負載型和本體催化劑）4種（負載型鈀銀系、負載型鈀鎂系、負載型銅系和本體銅鋅系催化劑）高分散催化劑材料。發(fā)表SCI學術論文16篇；出版科技著作1部。1345.課題成果培養(yǎng)博士生8

6、名，碩士生24名。5.1課題成果目前的應用、轉化情況本成果突破鈀活性組分在載體表面的均勻分散與穩(wěn)定化技術關鍵工程化技術，分別在江蘇江陰和北京建成了百噸級規(guī)模高分散負載型貴金屬催化劑和本體復合金屬氧化物催化劑材料的工程化制備裝置各一套。實現(xiàn)了高分散負載型鈀系貴金屬催化劑的規(guī)模生產(chǎn)。100噸/年高分散負載型金屬催化劑制備裝置（江蘇江陰）100噸/年高分散本體復合金屬氧化物催化劑制備裝置（北京）社會效益經(jīng)濟效益203251651.促進我國催化劑研發(fā)“產(chǎn)、學、研”聯(lián)動。2.調動學校、科研、企業(yè)等單位的積極性。

7、3.推動催化科技成果向生產(chǎn)力轉化。4.促進催化化學、材料化學、化學工程等學科的發(fā)展。5.2社會效益與經(jīng)濟效益本課題研究的高分散負載型貴金屬催化劑已在石油化工過程中獲得實際應用。6.經(jīng)費使用情況科目專項經(jīng)費合計（萬元）自籌經(jīng)費合計（萬元）共計（萬元）1.設備費73.48454.19527.67（1）購置設備費29.49402.81432.30（2）試制設備費43.99043.99（3）設備改造與租賃費051.3851.382.材料費262.480262.483.測試化驗加工費80.98080.984.燃

8、料動力費045.5045.505.差旅費9.9809.986.會議費6.1406.147.國際合作與交流費3.0903.098.出版/文獻/信息傳播/知識產(chǎn)權事務費3.0003.009.勞務費17.85017.8510.專家咨詢費2.9202.9211.管理費26.48026.48經(jīng)費支出合計486.40499.69986.09本課題預算批復經(jīng)費為998萬元，其中國撥經(jīng)費498萬元，自籌經(jīng)費500萬元。實際支出經(jīng)費986.09萬元，經(jīng)費使用無結余。7.驗