磷化钨催化剂的制备方法

背景及概述^[1]

磷化钨（WP）催化剂因其具有优异的加氢精制活性和极佳的抗硫中毒性能，受到国内外研究者的广泛关注。磷化钨为富磷化物，物理、化学性质与氮化物和碳化物相似，但它们的晶体结构有很大不同。在WP晶体中P-W键长为0.246nm，其结构是由参数为a₀=0.5731nm、b₀=0.3248nm、c₀=0.6227nm的晶胞正交形成，因而结构复杂，可以认为是由金属原子形成三棱柱的最小结构单元，三棱柱内部空隙由被方向各异的电子所包围的等价P原子所填充，再由这些三棱柱单元结合形成WP的晶格。磷化物的结构与硫化物相似，但其中不存在分层结构，且是导体。由于P原子占据三角棱柱内部空隙中，因此在催化反应过程中更容易接近具有活性的棱边位，从而暴露更多的活性中心，拥有很高的催化活性。

磷化钨催化剂的制备方法^[1]

制备 WP 催化剂的磷源主要为磷酸盐、亚磷酸盐、单质磷等，钨源主要为钨酸盐或钨氧化物。制备方法有程序升温还原（TPR）法、氢等离子体还原（PR）法、低温热分解法等。

TPR 法制备过程可简化为还原-钝化-再还原，即用钨盐和磷酸铵盐合成氧化物前体，再通过程序升温还原制得催化剂。且由于磷化物性质活泼，遇氧或水反应剧烈， 故催化剂需在低浓度 O2 中钝化后才能暴露在空气中，在进行加氢反应前，钝化后的磷化物需重新升温还原除去表面钝化层才能使用。TPR 法具有不需要昂贵、剧毒的化学试剂及高压的反应条件，流程相对简单等优点，是目前最为广泛应用的 WP 催化剂制备方法。

PR 法是指在室温下，具有高能量的电子与 H2分子发生非弹性碰撞，产生具有很高还原能力的激发态 H 原子，这种活性物种将催化剂前体在低温下还原为金属磷化物。

低温热分解法是近些年开发出的方法，采用次磷酸钠和钨酸钠为前体，将二者在去离子水中溶解后重结晶得到混合前体。在惰性气体保护气氛下，通过对前体进行简单的低温热处理来合成 WP。

参考文献

[1]刘淑芝,李瑞达,徐培强.磷化钨(WP)加氢精制催化剂研究进展[J].化工进展,2015,34(08):3034-3039.