失活负载型催化剂液相条件下的再生研究

The proposed research is in the area of regeneration of deactivated catalyst. Regeneration of deactivated catalyst is a very complex process, although there are a lot of research in this area, but the effect is not ideal, how to effectively make the deactivated catalyst regeneration has become a hot topic. Our previous study found that, under liquid phase conditions, after many cycles of oxidation (dissolution) - reduction (precipitation) equilibrium, it can made the larger aggregated metal nanoparticles dispersed on the support again to improve the catalytic performance. On this basis, the project intends to use a combination of experimental and theoretical approach to the regeneration of the catalyst system in-depth study to explore the effects of different experimental conditions on the effects of nanoparticles dispersed to ascertain the mechanisms of nanoparticles dispersion. And then, further study on other factors which deactivate industrial catalyst (e.g. deposited species on the surface of catalyst, poisoning species, etc.) will be taken to arrive at the optimum conditions of catalyst regeneration. By studying the relationship between the experimental conditions, catalytic properties and catalyst between morphology, conjecture the mechanisms of catalyst regeneration. These results provide a guide for finding the best conditions for catalyst regeneration, has a very significance on revealing the industrial catalyst regeneration law.

失活催化剂的再生是一个非常复杂的过程，尽管这方面已有不少的研究，但是效果并不理想，如何有效的使失活催化剂再生已成为研究的热点。我们前期研究发现，在液相条件下，经过氧化（溶解）--还原（沉淀）的多次平衡循环，可以使聚集变大的金属纳米粒子重新在载体上分散从而提高催化剂的催化性能。在此基础上，本项目拟采用实验和理论计算相结合的方法对催化剂的再生进行系统深入的研究，探索不同实验条件对纳米粒子分散效果的影响，以探明纳米粒子分散的机理。再进一步地研究工业催化剂失活的其他因素（如表面沉积物，毒化物种的毒化等），从而得出工业催化剂再生的最佳实验条件。本研究将通过研究实验条件、催化剂形貌和催化剂的催化性能三者之间的关系，推测催化剂再生的机理，为得出催化剂再生的最佳条件提供参考指导，对揭示工业催化剂再生的规律有着十分重要的意义。

失活催化剂的再生是一个非常复杂的过程，尽管这方面已有不少的研究，但是效果并不理想，如何有效的使失活催化剂再生已成为研究的热点。我们在液相条件下，采用氧化（溶解）--还原（沉淀）的多次平衡循环的方法，将聚集变大的金属纳米粒子重新在载体上分散从而提高催化剂的催化性能。在失活Pt/C催化剂再生时，以氯甲烷为氧化剂，甲醇为还原剂，以F掺杂BP为新加载体对Pt/C电催化剂进行再生处理，以甲醇电氧化反应来评估催化剂的催化性能，结果证明此再生方法能大大提高催化剂的性能，使Pt的利用率提高了三倍，并结合量子理论计算，证明Pt/C催化剂的再生机理可能是，掺杂碳材料上氟的p态和Pt的d态之间的强相互作用影响了Pt的再分散形式。在失活Au/C催化剂再生时，以甲酸为还原剂，在盐酸-甲醇体系中对Au/C催化剂进行再生处理，并以对硝基苯酚的加氢 还原为模型反应，验证了此再生方法能大大提高Au/C催化剂的催化性能，将Au的利用率提高到原来的三倍。在Pt/C，Au/C催化剂再生的基础上对工业Pd/C加氢催化剂进行了再生研究，并以对羧基苯甲醛加氢反应的转化率来评估Pd/C催化剂的性能，将失活催化剂的转化率由74%提高到再生后的94%。这一液相条件下失活催化剂的再生方法，为失活贵金属催化剂的再生提供了一种参考，具有十分重要的科学意义。