載體孔結(jié)構(gòu)對Pt/疏水陶瓷催化劑性能的影響

賈青青，胡石林，劉亞明

中國原子能科學(xué)研究院 特種材料工程部，北京 102413

載體孔結(jié)構(gòu)對Pt/疏水陶瓷催化劑性能的影響

賈青青，胡石林，劉亞明

中國原子能科學(xué)研究院 特種材料工程部，北京 102413

選用五種不同孔結(jié)構(gòu)疏水陶瓷載體，采用浸漬-氣相還原法制備用于水-氫交換的Pt/疏水陶瓷催化劑，經(jīng)X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、H2-程序升溫還原法(H2-TPR)及CO脈沖吸附等物性表征及催化劑催化活性(以催化交換活性kya表征)測試來考察載體孔結(jié)構(gòu)對催化劑性能的影響。結(jié)果表明，隨著平均孔徑的降低，載體比表面積增加，催化劑鉑粒子分散度提高，在30～70 nm平均孔徑范圍內(nèi)，催化劑活性隨載體孔徑的下降而得以提升；當(dāng)平均孔徑小于20 nm時，反應(yīng)氣難以在較短時間內(nèi)擴散至載體孔道內(nèi)，相同時間內(nèi)參與反應(yīng)的活性位點總數(shù)較少，從而使得其催化活性有所下降。此外，載體孔隙率過高雖有助于提升比表面積，卻使得載體結(jié)構(gòu)較為疏松，在催化劑制備過程中載體孔結(jié)構(gòu)易被破壞，對提升催化活性無利。平均孔徑為37.5 nm、載體比表面積為111.01 m2/g、孔隙率為68.76%的載體可獲得最優(yōu)的催化效果，催化劑測試用量為4.5 mL、氫氣流速為4.23 L/min時，其催化交換活性可達6.45 s-1。

載體孔結(jié)構(gòu)；氫同位素分離；疏水陶瓷催化劑

水氫同位素催化交換技術(shù)廣泛應(yīng)用于重水升級、重水脫氚等領(lǐng)域，其技術(shù)關(guān)鍵是制得性能優(yōu)良的疏水催化劑[1-3]。目前得以廣泛應(yīng)用的疏水催化劑主要為由高分子材料直接作為載體的Pt/有機類催化劑及由活性炭作為載體與聚四氟乙烯(PTFE)乳液混合制得的Pt/C/PTFE類催化劑，高分子材料可為催化劑提供優(yōu)異的疏水環(huán)境。……