化学工程与工艺-高分散铑催化剂的应用研究

高分散铑催化剂的应用研究

摘  要

为了提升负载型纳米催化剂的催化效能与稳定性，科研人员聚焦于探索单原子催化剂这一前沿领域，旨在通过减小金属颗粒尺寸至单原子级别来最大化催化活性。然而，单原子催化剂因其极高的比表面积和固有的不稳定性，其制备过程面临诸多挑战。当前，深入理解单原子催化剂的分散与稳定机制，并据此开发高效稳定的制备方法，已成为研究的核心任务。 为了克服这些难题，选择合适的载体材料及金属种类，以强化金属-金属间的协同效应及金属与载体间的相互作用，对于实现催化剂的高分散性与高稳定性至关重要。基于此，本研究采用溶胶-凝胶技术精心制备了一系列铑基催化剂，并详细评估了它们在不同加氢反应中的表现。

特别地，所制备的1%Rh1Co10/Al2O3催化剂在苯乙炔加氢反应中展现出了卓越的性能，苯乙烯的选择性高达84.6%，TOF值达到412 h⁻¹，同时在肉桂醛加氢反应中，肉桂醇的选择性也达到了88.5%，这些结果均表明该催化剂具有优异的催化选择性。 进一步地，通过三次连续的循环测试验证，1%Rh1Co10/Al2O3催化剂在苯乙炔、糠醛及肉桂醛的加氢反应中，其转化率、选择性和TOF值均保持稳定，未出现显著波动，这充分证明了该催化剂不仅催化活性高，而且具有良好的循环稳定性和工业应用潜力。 本研究的成功实施，不仅为单原子铑基催化剂的制备与性能优化提供了宝贵经验，也为推动此类催化剂在工业领域的广泛应用奠定了坚实基础，预示着单原子催化剂技术向产业化迈进的步伐将进一步加快。

关键词：单原子；加氢反应；铑催化剂