稀土重整催化劑的制備及性能

趙玉如

（西華師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，四川南充 637002）

稀土重整催化劑的制備及性能

趙玉如

（西華師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，四川南充 637002）

稀土催化劑的應(yīng)用比較廣泛，目前稀土催化劑的應(yīng)用包括以下幾個(gè)方面：汽車尾氣凈化、工業(yè)廢氣處理、環(huán)境空氣凈化、催化燃燒、燃料電池、低值烷烴利用、石油化工等方面。為此對(duì)稀土催化劑的制備方法和相關(guān)的性能進(jìn)行了分析，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)從業(yè)者提供參考。

稀土催化劑；制備方法；性能分析

我國是稀土資源的大國，由于儲(chǔ)量大，因此過去很長一段時(shí)間之內(nèi)都是靠出口稀土礦產(chǎn)來獲取利潤，隨著我國最近幾年國際地位的提升以及科技水平的提高，我國正從稀土原材料的開發(fā)向稀土推廣應(yīng)用方面轉(zhuǎn)變。同時(shí)受稀土限售政策的影響，稀土深加工產(chǎn)業(yè)得到了更好的發(fā)展機(jī)遇，為此有必要對(duì)稀土在催化劑方面的應(yīng)用進(jìn)行探討和分析。

1 鉑錫稀土催化劑的制備

鉑錫重整催化劑是在70年代由美國環(huán)球油品公司開發(fā)出來的，后期引入了某些斕系的元素，使得催化劑的活性得到了進(jìn)一步的提升。

1.1 制備方法

通過鉑、錫、稀土元素按照一定的比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定其百分比與重量，然后采用浸漬法來制備。具體的操作方法為：將氯鉑酸、氯化亞錫、鹽酸、稀土氧化物在水溶液中（也可以使用有機(jī)溶液）浸漬粒度在40～60的r-AL2O3載體，經(jīng)過一系列的處理包括靜置、烘干等工作后，在500℃的干燥空氣中進(jìn)行活化，最終得到成品，其中氯含量在1%左右。

1.2 催化劑的評(píng)價(jià)

催化劑的還原評(píng)價(jià)需要在高壓微型反應(yīng)器-色譜儀-數(shù)據(jù)處理機(jī)聯(lián)合裝置上進(jìn)行，需要先還原之后再進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)原料為正庚烷，溫度為530℃，壓力為0.8MPa，時(shí)間為2h；完成該階段后再在0.3MPa壓力下反應(yīng)6h，最后在0.8MPa的壓力下反應(yīng)2h，然后由微處理機(jī)呈現(xiàn)反應(yīng)結(jié)果。

1.3 催化劑性能的影響因素

稀土催化劑的活性受浸漬方式的影響，在鉑錫催化劑的制備過程中，分布浸漬的效果明顯要優(yōu)于共浸，但是鉑錫催化劑的芳構(gòu)化活性比較差；共浸法的重整活性比較好，芳構(gòu)率、芳構(gòu)選擇性、穩(wěn)定性都高于分浸法。另外催化劑的性能還受稀土含量的影響，不同稀土元素的最佳含量存在一定的差異。

2 鉑徠雙金屬重整催化劑

鉑徠雙金屬重整催化劑應(yīng)用于20世紀(jì)60年代后期，它有效地改善了原有單鉑催化劑的一些性能，例如選擇性、穩(wěn)定性以及壽命等，同時(shí)使得操作壓力降低。但是就其中對(duì)于徠的還原方法、鉑徠之間的相互作用、對(duì)催化劑活性的影響并沒有取得一致的成果。

2.1 制備方法

鉑徠雙金屬重整催化劑的制備方法為共浸法。將H2PtCl6，Re2O7，和稀土氧化物按一定的質(zhì)量比配制成共浸液。用此共浸液浸漬y-A12O3擔(dān)體，溫度為500℃，時(shí)間為2h，比表面為180m2/g，空氣中110℃烘干備用。具體方法分為兩種，一種是催化劑予先焙燒，另外一種不焙燒，其活性的測(cè)定結(jié)果也存在相應(yīng)的差異，與焙燒過的催化劑相比較來說，未焙燒催化劑的裂解率更低，且芳構(gòu)率比較高，異構(gòu)率的變化并不明顯，催化劑活性更好一些。

2.2 催化劑評(píng)價(jià)

催化劑評(píng)價(jià)系在脈沖微反色譜儀上進(jìn)行。反應(yīng)器由7×1.5×160mm不銹鋼管制成。催化劑裝量為100mg，還原與評(píng)價(jià)條件要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行。評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的處理方法為面積歸一法，通過原料的芳構(gòu)率來反映催化劑的活性，其數(shù)據(jù)的處理由CDIVTC型色譜處理機(jī)完成。

2.3 影響因素

鉑徠催化劑中在加入稀土以后，其芳構(gòu)率出現(xiàn)升高情況，但是升高的程度存在差異，究其原因是因?yàn)橄⊥猎夭煌?。Pr的表現(xiàn)最為明顯，裂解率下降。其次就是稀土含量的影響，稀土中Pr和Nd含量升高以后，其芳構(gòu)率會(huì)得到增強(qiáng)，使得裂解率下降，但是會(huì)存在一個(gè)最佳的范圍，一旦超過此范圍之后，芳構(gòu)率會(huì)發(fā)生下降的現(xiàn)象，而裂解率也明顯上升，因此過量稀土對(duì)于催化活的活性有負(fù)面的影響。另外就是溫度的影響，通過在不同溫度下進(jìn)行性能分析可以得出，不同催化劑隨著溫度的升高其芳構(gòu)率和裂解率都會(huì)相應(yīng)的增加，但是異構(gòu)率則會(huì)下降。

3 結(jié)束語

稀土催化劑的性能影響因素較多，其中以制備方法、稀土含量、稀土種類、溫度等較為明顯，為此相關(guān)從業(yè)人員在進(jìn)行研究工作過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，通過相應(yīng)的手段進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，促進(jìn)我國稀土產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

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P r e p a r a t i o n a n d P r o p e r t i e s o f R a r e E a r t h R e f o r mi n g C a t a l y s t

Zhao Yu-ru

Rare earth catalysts are widely used. The application of rare earth catalysts includes the following aspects：automobile exhaust gas purif i cation，industrial waste gas treatment，ambient air purif i cation，catalytic combustion，fuel cell，low value alkane utilization，petrochemical industry and so on. In this paper，the preparation methods and related properties of rare earth catalysts were analyzed，so as to provide reference for the relevant practitioners.

rare earth catalyst；preparation method；performance analysis

O643.36

A

1003-6490（2017）08-0144-01

2017-05-22

趙玉如（1993—），女，四川宜賓人，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)。