柴油芳烃加氢饱和新型催化材料的研究

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本文合成了一系列新型催化材料作为柴油芳烃加氢饱和催化剂的载体, Pd-Pt为活性组分,研究了其芳烃加氢反应活性和抗硫性能。第二章研究了以Beta沸石次级结构单元为基础来组装介孔分子筛,提高了其水热稳定性和酸性。通过Beta沸石次级结构单元在碱性条件下的共组装得到了部分具有管状形貌的介孔分子筛。采用XRD对样品的结构进行了表征,并辅助以MAS NMR及N2吸附-脱附等温线等手段阐释了水热稳定性改善的原因。通过IR,联合应用NH3-TPD分析了样品具有较高的酸性。以这种分子筛为载体制备了Pd-Pt双金属催化剂,以萘加氢和芘加氢为模型反应,考察了其加氢能力和抗硫能力。结果显示,在此金属负载量下,PdPt/HMSUB-41上具有优良的萘加氢抗硫能力和芘加氢能力。第三章成功的将Y沸石次级结构单元引入到MCM-41的孔壁中,克服了合成Beta沸石次级结构单元有机模板剂价格高、用量大,硅铝比范围窄和晶化时间长等诸多问题。采用XRD、IR、MAS NMR、SEM、NH3-TPD和N2的吸附-脱附等温线等手段,对合成样品进行了一系列的表征。合成样品MSUY-41不是MCM-41和Y分子筛的复混相,而且也不同于常规法的MCM-41。样品MSUY-41孔壁的壁厚为1.86 nm,平均孔径为3.0 nm左右,MSUY-41经过750 oC水蒸气苛刻条件下处理2 h后仍然保持了基本的介孔结构相,保持了很高的热稳定性。具有常规法合成的HMCM-41所没有的强酸性位,可以满足某些酸催化反应所需的酸强度的要求,但是HMSUY-41的酸量还远远小于HY的酸量。将其作为载体应用到萘加氢和芘加氢的模型反应中,结果表明,PdPt/HY催化剂对分子直径不同的芳烃加氢显现出择形性质,不适于催化分子直径较大的芳烃分子加氢;PdPt/HMSUY-41虽然在芘加氢中显示了很高的活性,但是对萘加氢反应的活性显著低于PdPt/HY,且只有少量的十氢萘生成。因此,集载体适宜的酸性和适当的孔结构于一体,具有优良的萘加氢抗硫性能和适宜催化分子直径较大的芳烃分子加氢的能力的催化剂载体,是研究的目标之一。第四章基于第三章提到的设计思想,制备了MCM-41附晶生长在Y型分子筛上的介微孔复合分子筛,并对其合成中的影响因素进行了考察。运用XRD、FTIR、N2的物理吸附和NH3-TPD等手段对合成样品的物相组成、酸强度和孔结构进行了表征。以上述复合分子筛为载体制备了Pd-Pt双金属催化剂,以萘加氢为探针反应研究了催化剂加氢抗噻吩能力的影响,另一方面,还进行了抗不同含硫毒化物种能力的比较。结果显示,PdPt/H(MCM-41/Y)具有优良的萘加氢抗噻
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