高抗硫抗氮性加氢裂化催化剂的研发是当今催化领域普遍关注的热点问题之一。针对现阶段常用的几种加氢裂化催化剂存在的问题，本文拟研究单金属镍及双金属镍钴负载型含杂多酸加氢裂化催化剂的基本特征与催化性能。 本文主要研究内容涉及制备方法、金属含量和杂多酸负载量对催化剂性质和性能的影响规律。利用BET、XRD、H2-TPR、H2-TPD、NH3-TPD、红外吡啶吸附、红外光谱、XPS和Raman等谱学表征手段，对催化剂进行表征，研究催化剂物相结构、物化性质与催化性能之间的关系，探讨催化剂的酸功能与加氢能力间的匹配与关系，考查该新型催化剂可能的活性相结构，了解影响催化剂性质与性能的主要因素，从而指导此类催化剂的进一步研究开发。主要结果归纳如下： 1.还原态的催化剂，无论是负载杂多酸镍基催化剂还是作为参比的工业催化剂，其正癸烷转化率及C5+液态烃选择性率都高于硫化态催化剂，这一现象与还原态催化剂的加氢能力较强有关。 2.Keggin型磷钨酸(HPW)，作为一种“绿色”的固体酸催化剂，由于其自身拥有的独特结构与由此具备“准液相”行为和多功能(强氧化性、光、电、催化)等优点，本文将其引入加氢裂化催化剂中，作为酸性组分。对比研究了负载磷钨酸镍基催化剂与同质量比例的WO3-P2O5-NiO-SiO2催化剂体系的性质和性能，结果表明负载杂多酸加氢裂化催化剂的优良性能与HPW独特的结构密切相关。 3.运用各种仪器分析方法，对新型Ni-HPW加氢裂化催化剂性质进行表征，初步揭示了该催化剂具有高活性和强抗硫抗氮性能的原因。 研究结果表明，催化剂上的金属组分Ni与酸组分HPW之间存在着强相互作用，这种作用导致： (1)催化剂的酸性位数量显著增加； (2)催化剂上氢的吸附量也大幅度提高。通过分析催化剂的多种表征结果，对Ni-HPW催化剂的优良性能提出如下解释：还原后催化剂在正癸烷加氢裂化过程中，由于气相H2分子和还原态Ni0的存在，产生了活泼的氢原子H·，此氢物种局部浓度较高时可以溢流到HPW物相，并与质子H+结合生成热力学上较为稳定的Hn+物种。因此，催化剂HPW表面上存在着平衡关系：Hn+浓度较高时，H·浓度也随之提高。当H·浓度高至一定值时，可以逆向溢流至Ni0中心，从而在整个催化剂表面形成活泼氢H·保护层。由于上述平衡关系的存在，造成Hn+既有酸功能(由H+提供)，又有加氢功能(由H·提供)，从而加速了正癸烷的加氢裂化反应。此外，由于活泼氢保护层的存在，可以消耗掉催化剂的毒物--噻吩和吡啶，使得Ni-HPW催化剂的抗硫抗氮性能明显提升。总之，上述新催化剂的优良性能主要缘于大量质子H+的存在，而大量H+的产生又根植于HPW的独特结构。 4.在Ni-HPW催化剂上，添加Co研制了Ni-Co-HPW双金属加氢裂化催化剂；当Co含量适量时，可起到提升催化剂活性的作用。综合多种催化剂表征结果，对Co的促进机制形成如下认识。适量的Co(比如1％)加到5％Ni-50％HPW/SiO2催化剂后，可以在催化剂表面上良好分散，并与Ni及HPW发生相互作用，从而削弱了Ni与HPW的强相互作用，使得Ni组分较易还原，并在催化剂表面上形成较多的可吸附解离H2的Ni0物相。由此导致： (1)催化剂低温吸附氢量和总吸附氢量明显增加； (2)催化剂催化加氢能力和加氢裂化活性提高。但是，当Co加入量过多(比如2％或3％)时，Co组分将较多地以Co3O4形态存在，未能高度分散，从而削弱Ni与HPW强相互作用的正面效应减弱，而Co组分本身占据部分催化剂表面，将使表面的Ni物种包括还原态Ni0减少，使双金属催化剂的吸附氢和催化加氢能力低于5％Ni-50％HPW/SiO2催化剂，即过多Co的添加反而起到反面作用。这就是一般助剂的特性，即加入量应适中。 5.给出了加氢裂化催化剂抗硫性的数学式定义 αs=C2H·(e)/C2H·(e)+PH2S(e)K分析了各种因素特别是催化剂表面性质对抗硫性的影响，着重强调表面吸附氢浓度及活泼程度对抗硫性的提升作用。 6.初步分析了温度、压力、氢油比、空速等反应条件对加氢裂化反应产物分布的影响，并通过考察反应产物的分布特征，对本实验体系中正癸烷加氢裂化反应机理进行初步探索。 7.为了定量描述加氢裂化反应中酸功能与加氢功能间的匹配性，本论文依据占主导地位的正碳离子机理，对上述复杂的机理网络进行简化，抽象其基本的特征，提出如下二步式“特征反应”历程：(其中H+和H·分别由催化剂的酸性位和加氢中心所提供) 由此历程出发，通过构造性证明，推导出反应速率方程，最终得出衡量催化剂酸功能的质子酸浓度[Hm+]与加氢功能的表面氢原子浓度[Hm·]最佳匹配的关系式： 讨论各种特殊情况下的[Hm+]～[Hm·]曲线特征，并以此说明了有关实验结果。