负载型非晶态催化剂的制备及其加氢脱氧性能的研究

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随着石油资源的匿乏、油价的持续上涨以及人们对环境问题的关注日益增加,有效的利用现有化石资源和开发可再生资源已成为了一个被广泛关注的研究课题。生物质燃油含氮、硫化合物少,是一种理想的替代品,但是由于生物油是通过生物质热裂解产生的,因此其中含有大量的酸、醛、酮、酚、呋喃等含氧化合物,使得生物油的燃烧热低、稳定性差、粘度高、挥发性低而且有腐蚀性。有的生物质油含氧量可以达到50%,无法直接作为高品位能源,需进一步进行加氢脱氧精制;寻找一种效率相对的较高而价格相对较便宜的催化剂是很有必要的。非晶态催化剂因为具有短程有序、长程无序以及具有高配位不饱和性等等各种独特性质,对加氢反应具有较高的活性以及选择性;它作为一种较为新型的环境友好型的催化剂,被广泛的应用在加氢反应当中。然而,由于非晶态催化剂属于亚稳态结构。它们的热稳定性较弱,在复杂环境下的应用并不是很理想,怎样去提高非晶催化剂的化学上的稳定性和它们的热稳定性,怎样去防止非晶态的催化剂在高温和复杂的环境中的晶化以及活性组分上的流失,是我们对于非晶态催化剂上进行加氢脱氧反应的一个很重要的研究内容。筛选以及去制备一种能够比较适应加氢脱氧反应传质和传热要求的,一种能够适于非晶态活性组分按要求分布的功能性的载体,是防止催化剂在使用过程中晶化的一个比较有效的手段。本文以硼氢化钠以等作为还原剂,La(NO33、Ni(NO32、(NH46Mo7O24为催化剂活性组分原料、氧化硅和氧化铝为载体,分别采用了浸渍法以及沉积法等方法,制备出了负载型的Ni-Mo-B/SiO2非晶态催化剂。采用超声波震荡使溶液中Ni2+、Mo7O246-与载体氧化硅和氧化铝等充分接触后,再用NaBH4还原制备Ni-Mo-B/SiO2非晶态催化剂,用BET,SEM,EDX、XRD和XPS对催化剂进行表征分析。以苯酚为加氢脱氧的模型化合物,我们考察了几种不同的制备条件下所制得的负载型的非晶态催化剂的加氢脱氧性能。结果表明,负载后的催化剂具有更大的比表面积和更好的耐热性,在反应中表现出了更好的加氢活性和脱氧选择性;在518K温度和4.0MPa的氢气分压下,苯酚的转化率很快就可以达到100%,而反应到最后,制备的负载型的非晶态催化剂的加氢脱氧选择性可以达到96.53%,Ni、Mo的原子比对催化剂活性影响不大,而反应温度变化对催化剂的脱氧选择性有较大影响,488K时催化剂的脱氧选择性不足5%,508K时为45.39%,518K时则迅速上升到96.53%
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