本發(fā)明屬于催化劑活化技術領域,特別涉及一種微波加熱活化Ni/AC催化劑的方法。
背景技術:
催化劑的活化一般采用常規(guī)電加熱高溫氫還原法以及硼氫化鈉原位還原法。電加熱高溫氫氣還原法的使用較為普遍,適用于大部分催化劑的還原,主要是對催化劑前驅體通過加熱處理,使催化劑前驅體氧化物與氫氣結合,還原得到具有催化活性的單質金屬和水分子。對于貴金屬催化劑的活化處理,貴金屬氫氣還原完后,活性組分活性相對較高,曝露在空氣中容易和空氣中的氧結合,發(fā)生氧化,故而在高溫還原貴金屬時需要進行鈍化處理,以保證其活性,這樣的話會損失其部分活性。硼氫化鈉還原法主要用在貴金屬的還原上,由于而硼氫化鈉還原法利用硼氫化鈉的超強還原性使金屬氧化物還原得到單質金屬,由于得到的催化劑存在于水溶液中,因而不易被氧化,保證了其活性,因而貴金屬的還原多用硼氫化鈉還原法。雖然Ni/AC催化劑也可硼氫化鈉還原法,但是作為負載量較大的鎳基催化劑來說,一是硼氫化鈉用量較大,比較危險。二是硼氫化鈉還原負載型鎳基催化劑會造成大量的活性組分流失,降低催化劑的活性。而常規(guī)熱還原法存在還原不徹底,催化劑活性低等問題。
技術實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術中Ni/AC催化劑活化存在的問題,本發(fā)明提供了一種微波加熱活化Ni/AC催化劑的方法。一種微波加熱活化Ni/AC催化劑的方法,包括如下步驟:1)焙燒:將Ni/AC催化劑前驅體放置于馬弗爐中450℃焙燒4h,得到氧化態(tài)的鎳;2)微波輻射:將1)中得到的物質在氫氣存在下,氫氣流速為60-100mL/min,在微波輻射下升溫至350-500℃還原2-4h,冷卻后得到Ni/AC催化劑。優(yōu)選的是,步驟2)中,微波輻射功率為1-1.5kW。本發(fā)明是對高溫氫氣還原法的改進,主要針對的是Ni/AC催化劑的還原,利用AC的吸收微波產生共振發(fā)熱的原理,為反應提供熱的同時,由于微波對AC的共振效果,對金屬鎳的分散以及其粒徑和孔徑的影響,使催化劑的比表面積更大,活性組分分散更為均勻,催化活性更高。具體實施方式制備15%Ni/AC催化劑前驅體:取29g六水合硝酸鎳用去離子水定容到50mL容量瓶中,取10mL上述溶液采用等體積浸漬的方法浸漬到5g活性炭上,攪拌充分,靜置12h,110℃干燥12h,研磨成粉末狀,得到Ni/AC催化劑前驅體。對比例1和實施例1-3中提到的Ni/AC催化劑前驅體均為按照上述方法制備。對比例1:采用等體積浸漬得到的Ni/AC催化劑的前驅體,焙燒之后取樣品1g采用常規(guī)電加熱的方法,在H2存在條件下,氫氣流速為80mL/min,溫度控制在500℃,恒溫4h,冷卻得到Ni/AC催化劑。命名為Ni/AC-Normal實施例1:采用等體積浸漬得到的Ni/AC催化劑的前驅體,焙燒之后取樣品1g采用微波輻射的方法,在H2存在條件下,氫氣流速為80mL/min,微波發(fā)射器輸出功率為1.5Kw,溫度控制在350℃,恒溫2h,冷卻得到Ni/AC催化劑。所得催化劑命名為Ni/AC-Microwave1。實施例2:方法同實施例1,不同的是還原溫度為400℃,所得催化劑命名為Ni/AC-Microwave2。實施例3:方法同實施例1,不同的是還原溫度為500℃,還原時間為4h,所得催化劑命名為Ni/AC-Microwave3。應用例1:將對比例和實施例的產物用于葡萄糖加氫制備山梨醇的反應中,取50mL10Wt%葡萄糖溶液置于100mL高溫高壓反應釜中,加0.5g上述所得的催化劑,反應條件為初始H2壓力為4Mpa,反應溫度為100℃,反應2h,取上清液做液相色譜,比較山梨醇收率。催化劑葡萄糖轉化率山梨醇收率Ni/AC-Normal92.10%89.10%Ni/AC-Microwave198.30%97.30%Ni/AC-Microwave299.10%98.10%Ni/AC-Microwave399.20%98.20%相同條件下反應,比較山梨醇收率可以發(fā)現(xiàn),微波法活化的催化劑的活性較常規(guī)電加熱活化得到的催化劑的對于葡萄糖加氫制備山梨醇反應的活性高。應用例2:將對比例和實施例的產物用于糠醇加氫制備四氫糠醇的反應中,取50mL40Wt%糠醇溶液(甲醇作為溶劑)置于100mL高溫高壓反應釜中,加0.5g上述所得的催化劑,反應條件為初始H2壓力為3Mpa,反應溫度為120℃,反應0.5h,取上清液做液相色譜,比較糠醇的轉化率和四氫糠醇的選擇性。相同的反應條件下,微波法活化的催化劑用于糠醇制備四氫糠醇的反應中,無論是糠醇的轉化率還是四氫糠醇的選擇性都比常規(guī)加熱方式得到的催化劑高,可以看出微波法活化的催化劑的活性和選擇性在糠醇制備四氫糠醇的反應是優(yōu)于常規(guī)加熱方式還原的催化劑的。