在负载型Pd、Pt催化剂上苯酚水相加氢脱氧实验研究

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以石油为主的能源逐渐减少引发了全球的能源危机,化石燃料燃烧产生的温室气体引发全球变暖(GHG),成为了人类历史上最大的环境挑战之一。作为最重要的且是地球上唯一可被转换成液体燃料的可再生资源,生物质成为理想的化石燃料替代品而受到广泛关注。与原油相比(元素组成为98wt.%C和H、1.8、wt.%S和0.1wt.%O),生物油为含氧质量分数为50wt.%的酸性(pH=2.5)水溶液。生物油中的含氧化合物主要以呋喃类和酚类为主。高含氧量不仅显著降低了生物油的燃烧值,而且有些含氧化合物容易发生聚合,化学性质不稳定,严重腐蚀设备,影响油品的存储和运输。因此,生物油的脱氧己成为这一类可再生燃料生产面临的重要课题。负载型贵金属催化剂以其载体的良好分散性和金属与载体电子之间的相互作用而广泛应用于加氢和脱氢反应。据此,制备了一系列的负载型Pd和Pt催化剂,以苯酚5wt.%水溶液为模型化合物,考察其催化活性。通过XRD、N2物理吸附和NH3程序升温脱附等表征手段对催化剂进行表征。在以氯化钯为前体盐制备的一系列催化剂上,反应8h后,环己烷选择性由高到低排序为:Pd/HBeta>Pd/HZSM-5>Pd/MCM-41。结果表明,催化剂载体酸性越高,C-O键越容易断裂,使得脱氧产物环己烷选择性增高。而以Al2O3、SiO2为载体时,产物无环己烷生成。同时考察了以氯铂酸为前体盐的Pt/HBeta和Pt/HZSM-5催化剂上苯酚HDO加氢脱氧活性,产物环己烷选择性为100%。不同反应温度(150℃、200℃、250℃和300℃)下苯酚HDO反应活性结果表明,随着温度的升高,环己烷的选择性提高。在50h反应时间范围内,负载型Pd催化剂上,环己烷选择性有所下降,而在负载型Pt催化剂上,环己烷选择性保持稳定。
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