ZIF-67负载Pd/Pd–Cu复合纳米催化剂的制备及其加氢催化性能

1,3-丁二烯选择性加氢是石油化工中有效脱除1,3-丁二烯的方法。选用金属有机骨架ZIF-67作为载体，通过浸渍和H2还原法控制合成了Pd/ZIF-67和PdCu/ZIF-67复合纳米催化剂。采用XRD、氮气低温物理吸附、TEM、EDS、XPS等方法对Pd/ZIF-67和PdCu/ZIF-67进行了系统的物理化学性质表征，并在石英微型固定床上探索了其在1,3-丁二烯加氢反应中的催化活性、选择性和稳定性。结果表明，Pd/ZIF-67和PdCu/ZIF-67(1∶1)中Pd和Cu分别以Pd2+和Cu2+存在，Pd纳米粒子和Pd–Cu纳米粒子高度分散在ZIF-67上。由于金属Pd–Cu和载体ZIF-67之间的相互作用以及Pd和Cu双金属间的几何效应，PdCu/ZIF-67(1∶1)的催化活性低于Pd/ZIF-67。Pd/ZIF-67在50℃催化1,3-丁二烯加氢时，1,3-丁二烯的转化率和总丁烯的选择性分别为99.9%和79.6%。PdCu/ZIF-67(1∶1)在130℃催化反应7 h后1,3-丁二烯的转化率和总丁烯的选择性分别为93.2%和64.3%。提高Cu的含量，PdCu/ZIF-67对于1,3-丁二烯的转化率降低，而对总丁烯的选择性提高。PdCu/ZIF-67(1∶1)比Pd/ZIF-67具有更高的稳定性，可以连续运行50 h，催化活性和丁烯选择性几乎保持不变。研究结果为新型高效加氢催化剂的设计制备提供了启示和参考。