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《武汉理工大学》 2005年
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纳米碳化钨催化剂的研究

孙鹏  
【摘要】:碳化钨由于表面碳的存在改变了钨的电子表面特性,使之类似于 铂的电子表面特性。据此,设想钨的碳化物可以在一些重要的化学反 应中代替铂、铑等贵重的过渡金属元素作为催化剂。人们发现WC在 烃分解反应、烃的异构化、室温下氢氧化合反应、CO加氢生成甲烷、 肼的分解反应等反应中表现出令人感兴趣的催化能力。因此碳化钨被 认为是一种很有前途的、可以用来替代铂的类铂催化剂而被广为研 究。 本课题中,通过对苯加氢反应的实验,研究了纳米碳化钨粉末在 反应中的催化性能。 纳米碳化钨粉末具有巨大比表面积,可以为催化反应提供大量的 活性中心。因此在碳化钨催化性能研究中,制备粒径小、比表面积大 的纳米碳化钨粉末具有着十分重要的意义。实验中采用包埋-直接还 原碳化法来制备碳化钨粉末。即:将按一定比例混合的三氧化钨和碳 粉置于氧化铝制碳包埋装置中,在1300℃的温度下保温3小时制得碳 化钨粉末;通过对碳化钨合成反应的温度和保温时间的优选,以及分 别对反应物和产物粉末的高能球磨处理来控制碳化钨粉末的粒径,并 制得纳米级碳化钨粉末。文中讨论了原料中两种组分的配比、反应温 度、保温时间对碳化钨合成反应的影响,以及对反应物和合成后的产 物的不同处理对碳化钨粒径的影响。 苯加氢催化反应实验是在一个常压固定床中进行。用作催化剂的 纳米碳化钨粉末用短切玻璃纤维分散,置于反应床中。反应物苯先由 水浴加热至沸腾,再由氢气载入反应床中,产物由氢气载出,并经冷 凝收集。收集到的不同测试温度下的反应产物,用红外光谱来表征其 组分。由于苯中不含有-CH2-官能团,而其加氢产物中含有-CH2-官能 团,因此通过考查测试实验收集的液体产物的红外光谱图中-CH2-官能 团的特征吸收谱带及其强度可以初步确定碳化钨在反应中的催化效 能。 实验结果表明,在反应温度(实验中选择300、 350、 400、 450、
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB383

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