CNTs-γ-Al2O3复合材料负载 Pt 催化剂在甲苯加氢脱芳中的高效性能

"这篇论文是2014年发表在《厦门大学学报(自然科学版)》第53卷第1期的科研成果，主要研究了多壁碳纳米管（CNTs）在促进甲苯加氢脱芳反应中对 Pt 基催化剂效率提升的影响。研究团队发现，通过在 γ-Al2O3 复合材料中加入少量的 CNTs，可以显著提高 Pt 基催化剂对甲苯加氢脱芳的活性。经过优化的 1.0% Pt/8% CNTs-γ-Al2O3 催化剂，在特定反应条件下（2.0 MPa，363 K，V(C7H8):V(H2)=1:6.7，1 035 L/(h・g)），甲苯转化率达到85.9%，时空收率为501.7 g/(h・g)，这些数值分别比其他无CNTs的γ-Al2O3、商品γ-Al2O3和SiO2负载催化剂的表现提高了1.09至1.24倍。论文还运用多种谱学表征技术分析了 CNTs 对催化剂活性提升的原因，认为 CNTs 的适度氢吸附、活化及溢流性能可能是提高催化加氢活性的关键。" 这篇研究的核心知识点包括： 1. **多壁碳纳米管（CNTs）**：作为催化剂载体，CNTs 显示出能显著提升 Pt 基催化剂的甲苯加氢脱芳性能。 2. **γ-Al2O3 复合材料**：CNTs 与 γ-Al2O3 结合形成的复合材料，为催化剂提供了更高效的反应环境。 3. **催化剂优化**：1.0% Pt/8% CNTs-γ-Al2O3 是经过优化的催化剂配方，其在特定反应条件下的性能优于其他对比催化剂。 4. **催化活性提升**：CNTs 的加入并未改变催化反应途径，但增加了表面具有催化活性的 PtO 物种的比例。 5. **氢吸附与活化**：CNTs 对氢的适度吸附、活化能力是提升催化加氢活性的关键因素。 6. **表观活化能**：工作态催化剂的表观活化能与常规载体负载的参比体系相近，表明 CNTs 的作用是增强而非改变反应路径。 7. **甲苯加氢脱芳**：这是一个重要的石油精炼过程，用于减少燃料中的芳烃含量，提高燃料质量和环保性。 该研究对于理解和改进芳烃加氢脱芳催化剂的设计具有重要意义，尤其是在提高催化效率和降低能耗方面。同时，它也为碳纳米管在催化科学中的应用提供了新的视角。