燃料化学学报（中英文）

Sample	S_BET ^a/(m²·g⁻¹)	v_p ^a/(cm³·g⁻¹)	d_BJH ^a/nm	Pd dispersion ^b/%	Pd/Al ^c/(×10⁻³, mol/mol)
^a: Obtained by N₂ physical adsorption-desorption; ^b: Calculated by CO pulse adsorption; ^c: Surface Pd/Al molar ratio obtained by XPS.
Pd/Al₂O₃-M	95	0.36	17.6	28.5	5.4
Pd/Al₂O₃	136	0.54	16.0	17.8	3.5

Sample	S_BET ^a/(m²·g⁻¹)	v_p ^a/(cm³·g⁻¹)	d_BJH ^a/nm	Pd dispersion ^b/%	Pd/Al ^c/(×10⁻³, mol/mol)
^a: Obtained by N₂ physical adsorption-desorption; ^b: Calculated by CO pulse adsorption; ^c: Surface Pd/Al molar ratio obtained by XPS.
Pd/Al₂O₃-M	95	0.36	17.6	28.5	5.4
Pd/Al₂O₃	136	0.54	16.0	17.8	3.5

氧化铝微米球负载Pd催化剂的选择加氢性能

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尚斌 ¹ , 孙利民 ²^,^* , 胡晓丽 ² , 赖伟坤 ¹^,^* , 方维平 ¹ , 伊晓东 ¹

燃料化学学报（中英文） | RESEARCH PAPER 2026,54(6): 20250368-1089-20250368-1096

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燃料化学学报（中英文） |RESEARCH PAPER 2026 , 54 (6) : 20250368-1089 -20250368-1096

氧化铝微米球负载Pd催化剂的选择加氢性能

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尚斌¹, 孙利民²^,^*, 胡晓丽², 赖伟坤¹^,^*, 方维平¹, 伊晓东¹

作者信息

¹厦门大学化学化工学院, 福建厦门 361005

²中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心, 甘肃兰州 730060

通讯作者:

Tel: +86-592-2186291, +86-0931-7982285, E-mail: sunlimin1@petrochina.com.cn

laiweikun@xmu.edu.cn

作者简介:

尚斌（1997），硕士，工程师，研究方向为多相催化，2936428783@qq.com 2936428783@qq.com

赖伟坤（1987），博士，工程师，主要从事炼油加氢催化剂与反应动力学的研究工作，laiweikun@xmu.edu.cn laiweikun@xmu.edu.cn

Selective hydrogenation performance of Pd catalysts supported on alumina microspheres

Bin SHANG¹, Limin SUN²^,^*, Xiaoli HU², Weikun LAI¹^,^*, Weiping FANG¹, Xiaodong YI¹

Affiliations

¹College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China

²Lanzhou Petrochemical Research Center, Petrochemical Research Institute, PetroChina, Lanzhou 730060, China

出版时间: 2026-06-10 doi: 10.3724/2097-213X.2025.JFCT.0037

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摘要

收起

本研究采用尿素-水热法合成具有片状组装形貌的氧化铝微米球载体，并通过等体积浸渍制备Pd/Al₂O₃-M催化剂，比较其与工业氧化铝负载Pd催化剂在异戊二烯选择加氢和2-乙基蒽醌催化加氢生产双氧水反应中的性能。表征结果表明，氧化铝微米球呈现规整花球状结构，由纳米片堆叠而成，有利于金属Pd的高度分散。相比于Pd/Al₂O₃，Pd/Al₂O₃-M中Pd物种分散度更高，金属-载体相互作用增强，表面活性位点更为丰富。在60 ℃和1 MPa H₂条件下，Pd/Al₂O₃-M催化剂在异戊二烯选择加氢中表现出优异性能，转化率达95.2%，半加氢产物异戊烯总选择性达98.3%；在蒽醌加氢反应中，其加氢效率达15.8 g/L，较Pd/Al₂O₃催化剂（12.4 g/L）提升约27.4%。研究表明，通过调控载体形貌可显著提升Pd催化剂在不同加氢反应中的性能，为开发高效加氢催化剂提供了新思路。

关键词

氧化铝微米球 / Pd催化剂 / 选择加氢 / 异戊二烯 / 蒽醌加氢

Abstract

收起

Alumina microspheres with a lamellar-assembled morphology were synthesized via a urea-assisted hydrothermal method, and a Pd/Al₂O₃-M catalyst was prepared by incipient wetness impregnation. Its catalytic performance was systematically evaluated and compared with that of a commercial alumina-supported Pd catalyst in both the selective hydrogenation of isoprene and the hydrogenation of 2-ethylanthraquinone for hydrogen peroxide production. Characterization results reveal that the alumina microspheres exhibit a well-defined flower-like structure composed of stacked nanosheets, which promotes high Pd dispersion. Compared to Pd/Al₂O₃, the Pd/Al₂O₃-M catalyst shows higher Pd dispersion, stronger metal-support interaction, and more abundant surface-active sites. Under the reaction conditions of 60 ℃ and 1 MPa H₂, the Pd/Al₂O₃-M catalyst exhibits superior performance in the hydrogenation of isoprene, achieving a conversion of 95.2% and a total selectivity of 98.3% to semi-hydrogenated isoamylenes. In the anthraquinone hydrogenation reaction, it reaches a hydrogenation efficiency of 15.8 g/L, representing a 27.4% enhancement over the reference catalyst. This study demonstrates that rational modulation of carrier morphology can significantly improve the performance of Pd catalysts in various hydrogenation reactions, providing a promising strategy for designing highly efficient hydrogenation catalysts.

Key words

alumina microspheres / Pd catalyst / selective hydrogenation / isoprene / anthraquinone hydrogenation

引用本文

尚斌, 孙利民, 胡晓丽, 赖伟坤, 方维平, 伊晓东. 氧化铝微米球负载Pd催化剂的选择加氢性能. 燃料化学学报（中英文）, 2026 , 54 (6) : 20250368-1089 -20250368-1096 . DOI: 10.3724/2097-213X.2025.JFCT.0037

Bin SHANG, Limin SUN, Xiaoli HU, Weikun LAI, Weiping FANG, Xiaodong YI. Selective hydrogenation performance of Pd catalysts supported on alumina microspheres[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2026 , 54 (6) : 20250368-1089 -20250368-1096 . DOI: 10.3724/2097-213X.2025.JFCT.0037

正文

收起

乙烯作为关键化工原料，主要来源于石脑油裂解过程，该过程同时副产大量C₅馏分^[1−2]。C₅馏分中含较多双烯烃，因其分子结构特殊、反应活性高，易导致后续加工过程中发生聚合与结垢，需通过有效手段予以脱除^[3−4]。选择性加氢技术可在将双烯烃或炔烃转化为单烯烃的同时，最大限度保留烯烃价值，被公认为一条经济可行的技术路线^[5]。异戊二烯作为C₅馏分中代表性双烯烃之一，其选择加氢行为备受关注^[6]。目前，该反应多采用Pd基或Ni基催化剂^[7]，其中，Pd催化剂因加氢活性优异而被广泛使用，但其在反应中易发生过度加氢，导致半加氢产物选择性不理想。因此，开发具有高活性与高选择性的Pd基催化剂具有重要研究意义^[8]。另一方面，过氧化氢作为一种绿色氧化剂，广泛应用于造纸、纺织、环保和电子等领域。蒽醌加氢法是工业上生产过氧化氢的主流技术，其核心同样依赖于高效Pd催化剂的开发^[9−10]。与选择加氢过程类似，该反应也要求催化剂在实现高活性的同时，有效抑制副反应的发生，以保障过氧化氢的生成效率与工艺经济性^[11]。

调控载体形貌与表面性质是提升Pd催化剂选择加氢性能的有效策略之一。Cordoba等^[12]以Al₂O₃为载体构建低负载Pd纳米颗粒催化剂，发现其中等强度Brønsted酸位可提供质子氢，显著提升炔烃选择加氢活。Shi等^[13]采用纳米片状γ-Al₂O₃为载体，增强了金属-载体相互作用，使Pt-Sn团簇在超高气时空速下仍保持优异分散性与稳定性，促进了丙烷脱氢过程中的传质与扩散，丙烯选择性提高至99%以上。Song等^[14]研究发现，纳米棒状氧化铝表面不饱和Al³⁺ 位点可诱导形成高度均匀且有序的NiCu纳米合金，表现很高的加氢活性和 86% 的乙烯半加氢选择性。Veselov等^[15]研究表明，在不同Al₂O₃载体负载的Pd催化剂中，金属-载体相互作用越强，样品中Pd含量越高，加氢活性随之提升，但半加氢产物（乙烯）的选择性反而降低。

基于上述研究背景，本研究通过水热法合成具有纳米片组装结构的氧化铝微米球载体，并以此为载体负载Pd活性组分，制得Pd/Al₂O₃-M催化剂。考察其在异戊二烯选择加氢反应和2-乙基蒽醌加氢生产双氧水中的催化性能，并与工业氧化铝负载的Pd催化剂进行对比。通过两类典型加氢反应的对比，旨在验证载体形貌调控对Pd催化剂性能提升的普适性作用。结合多种表征手段探讨氧化铝微米球载体对Pd分散状态、表面性质及催化性能的影响。

1　实验部分

收起

1.1　Al₂O₃微米球的制备

将一定量的硫酸铝与尿素溶于70 mL去离子水中，搅拌均匀后将溶液转移至100 mL水热反应釜中，置于180 ℃烘箱内反应4 h。反应结束后，自然冷却至室温，对产物进行抽滤分离，并用去离子水反复洗涤，直至用10%硝酸钡溶液检测无白色沉淀生成。用无水乙醇洗涤两次，得到白色粉末状固体。将该固体置于60 ℃烘箱中干燥24 h，再于800 ℃马弗炉中煅烧4 h，最终制得Al₂O₃微米球（标记为Al₂O₃-M）。

1.2　催化剂的制备

催化剂的制备采用细粉浸渍法，即载体粉末（氧化铝微米球细粉或3 mm条形工业氧化铝粉碎的细粉）直接参与等体积浸渍，干燥焙烧后再压片筛分至所需粒度。具体步骤如下：称取适量PdCl₂固体溶于去离子水中，为促进溶解，滴加少量浓盐酸调节溶液pH值至约2。加入已称量的载体，浸渍12 h。将浸渍后的样品置于100 ℃烘箱中干燥12 h，再于马弗炉中500 ℃焙烧4 h。所得催化剂粉末经压片成型后，筛取40−60目颗粒用于后续表征与反应评价。其中，以Al₂O₃微米球为载体的催化剂标记为Pd/Al₂O₃-M，以工业氧化铝为载体的催化剂标记为Pd/Al₂O₃，Pd负载量为0.3%。

1.3　催化剂表征

采用德国Zeiss公司SIGMA型场发射扫描电子显微镜（SEM）观察样品形貌，测试条件为：发射电压5 kV，加速电压20 kV。X射线粉末衍射（XRD）测试在日本Rigaku公司Ultima IV型衍射仪上进行。仪器参数设定为：Cu-Kα辐射源（λ=0.15406 nm），管电压40 kV，管电流35 mA。10°−90°扫描，扫描速率20(°)/min。所得谱图通过X’pert Highscore软件解析，并利用JCPDS标准卡片进行物相鉴定。N₂吸附-脱附测试在Micromeritics Tristar 3020型全自动物理吸附仪上进行。测试前，样品于200 ℃真空条件下预处理3 h。以高纯N₂为吸附质，在液氮温度（−196 ℃）下测定吸附-脱附等温线。采用BET方程计算比表面积，孔容和孔径分布通过BJH法计算获得。

H₂程序升温还原（H₂-TPR）测试在自组装流动反应系统中进行。测试过程如下：取50 mg催化剂，在300 ℃、30 mL/min Ar气氛中预处理60 min以清除表面吸附物。冷却至50 ℃后，切换为5% H₂/Ar混合气（40 mL/min）吹扫，待基线稳定后，以10 °C/min速率从50 ℃升温至900 ℃，TCD实时记录氢气消耗信号，数据由色谱工作站采集处理。

NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）测试在Micromeritics AutoChem II 2920全自动化学吸附仪上完成。取100 mg催化剂置于U型石英管中，首先在40 mL/min H₂气氛下以10 ℃/min升温至300 ℃，保持60 min以还原催化剂并去除表面杂质。降温至120 ℃，通入40 mL/min NH₃吸附60 min，再切换为Ar吹扫至质谱信号平稳。以10 ℃/min升温至900 ℃，脱附过程由质谱监测m/z=16信号。

采用自建CO脉冲吸附装置测定金属分散度。称取50 mg催化剂置于反应器中，首先在H₂气氛处理30 min，再降温至40 ℃，切换为He吹扫至基线稳定。进行CO脉冲吸附（脉冲时长0.5 min，采样时间2 min），直至催化剂吸附饱和。金属分散度（D）基于总吸附CO量与总Pd原子量之比计算，假设化学吸附计量比CO∶Pd = 1∶1，计算公式为：

$ D=\frac{{V}_{\text{CO}}\times {N}_{\text{A}}}{{m}_{\text{cat}}\times {w}_{\text{Pd}}/{M}_{\text{Pd}}}\times {100 \%} $

(1)

式中：V_CO为吸附CO标准体积，N_A为阿伏伽德罗常数，m_cat为催化剂质量，w_Pd为Pd的负载量，M_Pd为Pd的摩尔质量。

CO吸附原位红外光谱测试在配备原位漫反射池和MCT检测器的Thermo Nicolet Nexus FT-IR光谱仪上进行。测试条件为：分辨率4 cm⁻¹，累计扫描64次，4000−500 cm⁻¹波数。原位池采用CaF₂窗片，系统真空度为1.3×10⁻⁴ Pa。将约30 mg催化剂粉末压制成直径12 mm的均匀薄片，固定于原位池样品区。测试前，催化剂在H₂气氛中于120 ℃预处理1 h，降温至30 ℃，抽真空5 min采集背景光谱。通入CO吸附5 min，再经抽真空去除物理吸附的CO，再采集样品红外谱图。通过扣除背景得到催化剂CO化学吸附红外光谱。

X射线光电子能谱（XPS）测试在MultiLab 2000型能谱仪上进行。为模拟反应状态，催化剂先在H₂气氛中120 ℃还原2 h，在惰性气体保护下转移至测试腔体。测试条件为：Mg-Kα激发源，真空度优于1×10⁻⁹ mbar，以C 1s结合能284.6 eV作为内标进行荷电校正。

1.4　催化剂性能评价

1.4.1　异戊二烯选择加氢性能

为模拟工业C₅−C₆馏分选择加氢过程，配制10%异戊二烯/正庚烷溶液作为反应原料。选择加氢活性评价在固定床微型反应装置中进行。反应器主体为长120 cm、内径10 mm的不锈钢管，内置外径8 mm（内径6 mm）石英衬管。将100 mg催化剂装填于反应器中，在氢气流量为20 mL/min、常压、120 ℃条件下预还原处理2 h。降温至反应温度60 ℃，在1 MPa氢气压力下采用双柱塞计量泵以5 mL/h流量进料开始反应。反应产物采用配备HP-5毛细管柱和氢火焰离子化检测器（FID）的GC-9560型气相色谱进行分析。

异戊二烯（isoprene）加氢反应产物包括半加氢产物2-甲基-1-丁烯（2M1B）、2-甲基-2-丁烯（2M2B）、3-甲基-1-丁烯（3M1B）及全加氢产物异戊烷（ISO）。各组分含量采用面积归一化法计算，异戊二烯转化率（x）与半加氢产物选择性（s）按以下公式计算：

$ x=\dfrac{\displaystyle\sum_{i=1}^{5}x_i-x_4}{\displaystyle\sum_{i=1}^{5}x_i}\times 100\% $

(2)

$ s=\dfrac{x_1+x_3+x_5}{\displaystyle\sum_{i=1}^{5}x_i-x_4}\times 100\% $

(3)

式中：

$ {x}_{i} $

为产物中i组分的摩尔分数，i=1、2、3、4、5，分别对应3M1B、ISO、2M1B、isoprene、2M2B。

1.4.2　蒽醌加氢活性评价

采用高压釜式反应器评价催化剂的蒽醌加氢性能。将催化剂和2-乙基蒽醌溶液置于高压反应釜中，经五次氢气置换后，在60 °C和0.3 MPa条件下反应指定时间。反应结束后，取2 mL反应后的工作液，加入含有2 mL 5 mol/L H₃PO₄溶液和20 mL去离子水的分液漏斗中，通入氧气进行充分氧化。反应完成后，将水相中生成的过氧化氢萃取至锥形瓶，加入适量硫酸后，以标准高锰酸钾溶液滴定分析过氧化氢含量。采用加氢效率（B, g/L）评价催化剂活性，计算公式如下：

$ \mathit{B} \mathrm{=5\times } \mathit{C} \mathrm{\times } \mathit{V} _{ 0 } \mathrm{\times } \mathit{M} \mathrm{/2} \mathit{V} $

(4)

式中：C为KMnO₄溶液浓度（mol/L），V₀为消耗KMnO₄溶液体积（mL），M为H₂O₂摩尔质量（g/mol），V为所取工作液体积（mL）。

2　结果与讨论

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2.1　Pd/Al₂O₃-M与Pd/Al₂O₃的表征

图1(a)−(c)为两种催化剂的SEM图像。从图中可以看出，工业氧化铝载体（Al₂O₃）呈不规则颗粒状，表面粗糙且结构无序；而所合成的氧化铝微米球（Al₂O₃-M）则呈现规整的花球状形貌，由大量纳米片组装形成开放的层次结构，这种三维多级组装方式有助于增大外表面积，为金属负载与反应传质提供有利条件。Pd/Al₂O₃-M与Pd/Al₂O₃的XRD谱图如图1(d)所示。所有衍射峰均归属于γ-Al₂O₃物相，未检测到其他杂相衍射峰，表明两种催化剂中均未形成可检测的杂质物相。由于Pd负载量较低（0.3%）且分散度较高，未达到XRD检测限，因此，在谱图中未出现明显的Pd或PdO衍射峰，说明Pd物种在两种载体表面均较好地分散。

为研究两种催化剂的孔结构与比表面积特性，对其进行了N₂吸附-脱附测试。由图2(a)可见，Pd/Al₂O₃-M呈现出典型的Ⅱ型等温线，并伴随H3型回滞环，表明材料中存在片状颗粒堆积形成的狭缝孔结构，兼具介孔与大孔特征。结合图2(b)的孔径分布及表1所列结构参数可知，以氧化铝微米球为载体的Pd/Al₂O₃-M催化剂比表面积为95 m²/g、孔容为0.36 cm³/g、平均孔径为17.6 nm；而采用工业氧化铝载体制备的Pd/Al₂O₃催化剂则具有更大的比表面积（136 m²/g）和孔容（0.54 cm³/g）这主要源于其内部更为发达的介孔结构。尽管Pd/Al₂O₃-M的比表面积相对较低，但其开放的大孔结构与较高的外表面积有利于反应分子在活性位点处的扩散与接触。

H₂-TPR表征结果如图3(a)所示，两种催化剂均呈现两个明显还原峰。根据文献[16]，位于较低温度的还原峰（50−100 ℃）归属于聚集态PdO物种的还原，而较高温度处的还原峰（100−200 ℃）则对应于与载体相互作用较强的分散态PdO物种的还原。值得注意的是，与Pd/Al₂O₃相比，Pd/Al₂O₃-M在低温区PdO的还原峰峰宽减小，说明其表面聚集态PdO数量减少；同时，其高温还原峰向高温移动，表明Pd物种与氧化铝微米球载体之间存在更强的相互作用，这种强相互作用不仅有助于稳定高分散Pd颗粒，防止其在反应过程中迁移烧结，还提升了活性位在反应环境中的稳定性。该结果与CO脉冲吸附所测得的较高Pd分散度相互印证（表1）。

进一步采用NH₃-TPD技术研究催化剂酸性特征，结果如图3(b)所示。根据文献[17]，NH₃脱附温度可分为三个区间：100−300 ℃对应弱酸位；300−500 ℃对应中强酸位；高于500 ℃则归属强酸位。谱图显示，Pd/Al₂O₃-M的酸性明显低于Pd/Al₂O₃，且其酸中心主要以弱酸位为主。结合CO吸附与H₂-TPR结果可知，Al₂O₃-M的弱酸性质与开放孔结构共同促进了Pd的高分散，进而优化其选择加氢反应活性^[18]。

采用CO脉冲色谱法对催化剂表面金属Pd的分散度进行定量分析。表1数据表明，以氧化铝微米球为载体的Pd/Al₂O₃-M催化剂金属分散度为28.5%，显著高于Pd/Al₂O₃催化剂（17.8%）。分散度的提高说明更多金属Pd活性位点暴露于催化剂表面，有助于提升其加氢催化性能。为深入探究CO在催化剂表面与金属Pd的吸附构型，对两种催化剂进行了CO吸附原位红外光谱分析。根据文献[19−20]，CO在金属Pd表面的吸附形式主要包括：2200−2000 cm⁻¹的线式吸附，2000−1900 cm⁻¹的桥式吸附，1900−1800 cm⁻¹的三重吸附。从图4(a)可见，相较于以工业氧化铝为载体的Pd/Al₂O₃催化剂，以氧化铝微米球为载体的Pd/Al₂O₃-M催化剂在2200−2000 cm⁻¹和在2000−1900 cm⁻¹的吸收峰明显较强，其中，线式吸附峰尤为突出，表明金属Pd在氧化铝微米球载体上具有更优的分散性，该结果与前述CO吸附分散度测试相吻合。

通过XPS对催化剂表面Pd物种及其化学态进行分析，结果如图4(b)所示。Pd/Al₂O₃-M和Pd/Al₂O₃催化剂中Pd均主要以金属态Pd⁰存在^[21]，且Pd/Al₂O₃-M催化剂表面Pd含量更高。两种催化剂Pd⁰ 3d_5/2结合能分别为335.5和335.3 eV，Pd/Al₂O₃-M的结合能略高，说明其表面Pd物种与氧化铝微米球载体之间存在更强的相互作用，有助于提升Pd的分散性及对H₂的活化能力，从而改善其在低温选择加氢反应中的催化性能。进一步通过XPS定量分析催化剂表面Pd与Al的原子比（表1），Pd/Al₂O₃-M的Pd/Al原子比为5.4×10⁻³，明显高于Pd/Al₂O₃催化剂(3.5×10⁻³)，说明Pd/Al₂O₃-M表面具有更高含量且分布更均匀的Pd活性位点。结合文献报道^[22]，更高的表面Pd含量有利于加氢反应活性的提升。

2.2　Pd/Al₂O₃-M催化剂的选择加氢性能

在反应温度60 ℃及氢气压力1 MPa条件下，对比评价了Pd/Al₂O₃-M和Pd/Al₂O₃催化剂的异戊二烯选择加氢性能，结果如图5所示。Pd/Al₂O₃-M催化剂的异戊二烯转化率达95.2 %，显著高于Pd/Al₂O₃催化剂(57.6 %)。这一显著的活性差异充分证明了载体形貌调控对提升催化性能的关键作用。结合前述表征结果可知，Pd/Al₂O₃-M中金属Pd在氧化铝微米球表面分散更均匀、分散度更高，其独特的片状组装结构提供了丰富的锚定位点，暴露出更多活性位点，并优化了反应物分子在活性中心的传质过程，因而表现出更优异的加氢催化性能。

在所有半加氢产物中，2M2B为主要产物，2M1B和3M1B为次要产物，该分布归因于异戊二烯在Pd催化剂上加氢过程中的空间位阻效应以及2M2B存在两种加氢路径^[23]。Pd/Al₂O₃-M的半加氢产物总选择性达98.3 %，高于Pd/Al₂O₃催化剂的93.6 %，其深度加氢产物异戊烷的选择性显著降低（<1.7%）。Pd与氧化铝微米球载体之间较强的相互作用引起的Pd电子性质微调，可优化反应中间体/产物在Pd活性位点上的吸附-脱附行为，从而在动力学上更有利于半加氢路径的完成，抑制深度加氢。

进一步对Pd/Al₂O₃-M催化剂进行异戊二烯选择加氢反应稳定性测试，结果如图6所示。

在连续24 h反应过程中，异戊二烯转化率始终稳定在约95%，半加氢产物总选择性保持在98%以上。这种稳定的催化性能得益于氧化铝微米球载体与Pd物种之间较强的相互作用，有效防止活性组分在反应过程中的迁移聚集。结果表明，Pd/Al₂O₃-M催化剂在长时间反应中具有良好稳定性。

2.3　Pd/Al₂O₃-M催化剂的蒽醌加氢性能

采用蒽醌加氢生产双氧水反应进一步评估催化剂的加氢性能，结果如图7所示。在相同反应条件下，以氧化铝微米球为载体的Pd/Al₂O₃-M催化剂表现出优于传统工业氧化铝负载Pd催化剂的加氢效率。反应进行60 min时，Pd/Al₂O₃-M的加氢效率达到15.8 g/L，较Pd/Al₂O₃催化剂（12.4 g/L）提升约27.4%。这一结果与异戊二烯选择加氢性能趋势一致，进一步验证了氧化铝微米球载体在提升Pd催化剂加氢活性方面的普适性优势。其优异性能可归因于载体独特的花球状结构及片状表面形貌，不仅有利于活性组分的分散，更促进了反应物在催化剂表面的传质与加氢过程。

3　结　论

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本研究采用水热法成功制备了具有规整花球状形貌的氧化铝微米球载体，并以其为基体制备了Pd/Al₂O₃-M催化剂。表征结果显示，该载体独特的片状组装结构不仅提供了丰富的表面活性位点，还增强了金属-载体相互作用并促进了Pd物种的分散，从而使表面Pd含量显著提升。在催化加氢性能方面，Pd/Al₂O₃-M在异戊二烯选择加氢反应中表现出显著优势，在60 ℃、1 MPa H₂条件下实现了95.2%的转化率和98.3%的半加氢产物选择性。24 h稳定性测试进一步证实了该催化剂良好的反应耐久性。同时，在蒽醌加氢生成双氧水反应体系中，其加氢效率较传统Pd/Al₂O₃催化剂提升27.4%，展现出优异的普适加氢活性。研究结果表明，通过构建多级结构氧化铝微球载体可同步优化Pd催化剂的加氢活性、选择性与稳定性。本研究通过载体形貌调控有效提升了Pd催化剂的加氢性能，为开发高效稳定的加氢催化剂提供了新的设计思路和实践参考。

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

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2026年第54卷第6期

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doi: 10.3724/2097-213X.2025.JFCT.0037

接收时间：2025-11-17
首发时间：2026-09-23
出版时间：2026-06-10

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收稿日期：2025-11-17
修回日期：2025-12-15
录用日期：2025-12-19

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¹厦门大学化学化工学院, 福建厦门 361005

²中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心, 甘肃兰州 730060

通讯作者:

Tel: +86-592-2186291, +86-0931-7982285, E-mail: sunlimin1@petrochina.com.cn

laiweikun@xmu.edu.cn

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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