Pd/TiO2-SnO2催化还原硝酸盐效能及反应调控

采用共沉淀法制备了掺杂TiO2的复合载体TiO2-SnO2;浸渍法制备了单金属负载型催化剂Pd/TiO2-SnO2.用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面仪(BET)和透射电镜(TEM)表征表明Pd和TiO2在SnO2上成单层或亚单层分散,增加了反应活性位.催化剂分散性良好,比表面积为100.8m2·g-1,是平均粒径为9.1nm的纳米颗粒.常压下考察了甲酸-Pd/TiO2-SnO2-硝酸盐催化还原反应体系的主要影响因素.结果表明,Pd/TiO2-SnO2催化活性与负载比、甲酸量正相关;在15~45℃内,随温度升高催化活性先升后降;增加催化剂量可提高反应速率.Pd/TiO2-SnO2的选择性与催化剂量正相关,与负载比、甲酸量及温度负相关.该反应的调控策略为:催化剂量宜为0.1mg以上,有利于保持较高的选择性;甲酸与硝酸盐的摩尔比宜大于4∶1,可以有效抑制pH上升而获得较高的催化活性和选择性,若小于4∶1,则硝酸盐不能完全转化;反应温度宜控制在25~35℃,温度>45℃会使催化剂失活,温度<25℃会降低催化活性,延长反应时间.反应过程中形成的铵根可采用离子交换工艺完全去除.