负载型Ni2P催化剂的研制、表征及其加氢脱硫性能研究

论文摘要

过渡金属磷化物（尤其是Ni2P催化剂）是近年来兴起的一类超深度加氢处理催化材料,表现出了极高的理化性质,在油品加氢脱硫方面活性极高,成为人们研究的热点。然而非负载的Ni2P催化剂比表面积小于1 m2/g且活性低,因此需将其负载在高比表面积载体上。TiO2-Al2O3复合氧化物载体保持了Al2O3优秀的骨骼结构和TiO2的高的活性,并克服了TiO2低比表面积的弱点,应用前景广阔。本文采用溶胶凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,用浸渍法制备了Ni2P/TiO2-Al2O3催化剂。结合X衍射（XRD）,比表面积（BET）,透射电镜（TEM）,扫描电镜（SEM）,红外（IR）和能谱分析（XPS）表征手段,以二苯并噻吩为模型化合物,研究了载体制备方法、载体组成、活性组分负载量、Ni/P摩尔比、载体焙烧温度、催化剂焙烧温度、还原温度和浸渍方法对Ni2P/TiO2-Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响,确定了催化剂的最佳制备方法和适宜的工艺条件。结果表明:（1）TiO2的加入减弱了Ni2P和Al2O3之间的强相互作用,抑制了磷铝酸盐的形成,促进了Ni2P活性相的生成,并抑制其团聚;（2）载体最佳制备条件为:制备方法为溶胶凝胶法、载体中TiO2含量为50%、焙烧温度为550℃;（3）催化剂最佳制备条件为:采用共浸渍法制备,Ni2P负载量为30%,Ni/P为1/1,焙烧温度为500℃,还原温度为700℃;（4）在反应温度为333℃,氢油比为500,空速为2 h-1和反应压力为3 MPa的条件下,连续反应72 h二苯并噻吩加氢脱硫活性稳定在80%以上,其性能优于HZSM-5,NaY和USY分子筛担载的相应催化剂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 加氢脱硫催化剂载体的研究进展
• 1.1.1 单组分氧化物载体
• 1.1.2 复合氧化物载体
• 1.1.3 碳材料载体
• 1.1.4 介孔材料和分子筛载体
• 1.1.5 加氢脱硫催化剂载体的展望
• 1.2 加氢脱硫催化剂活性组分的研究进展
• 1.2.1 贵金属
• 1.2.2 过渡金属硫化物
• 1.2.3 过渡金属氮化物和碳化物
• 1.2.4 过渡金属磷化物
• 1.3 加氢脱硫反应机理
• 1.4 本论文研究目的及内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 引言
• 2.2 实验原料及设备
• 2.3 载体的制备
• 20₃ 载体的制备'>2.3.1 Al₂0₃载体的制备
• 2 载体的制备'>2.3.2 Ti0₂载体的制备
• 2-Al₂0₃ 复合氧化物载体的制备'>2.3.3 Ti0₂-Al₂0₃复合氧化物载体的制备
• 2.4 催化剂前驱体的制备
• 2.4.1 粘结剂的选择
• 2.4.2 助挤剂的选择
• 2.4.3 制备方法
• 2.5 催化剂前驱体的程序升温还原
• 2.6 催化剂反应性能评价
• 2.6.1 实验装置流程
• 2.6.2 产物分析方法
• 2.7 样品的表征仪器及方法
• 2.7.1 X 射线衍射（XRD）
• 2.7.2 比表面积（BET）
• 2.7.3 扫描电镜（SEM）
• 2.7.4 透射电镜（TEM）
• 2.7.5 红外（IR）
• 2.7.6 能谱（XPS）
• 2P/Ti0₂-Al₂0₃催化剂的制备条件研究'>第三章 Ni₂P/Ti0₂-Al₂0₃催化剂的制备条件研究
• 3.1 引言
• 3.2 载体制备方法对催化剂性能的影响
• 3.2.1 不同载体制备方法催化剂的XRD 分析
• 3.2.2 不同载体制备方法催化剂的BET 分析
• 3.2.3 不同载体制备方法催化剂的活性分析
• 3.3 载体组成对催化剂性能的影响
• 3.3.1 不同组成载体催化剂的XRD 分析
• 3.3.2 不同组成载体催化剂的BET 分析
• 3.3.3 不同组成载体催化剂的FT-IR 分析结果
• 3.3.4 不同组成载体催化剂的样品形貌分析
• 3.3.5 不同组成载体催化剂的TEM 分析
• 3.3.6 不同载体担载的催化剂的XPS 分析
• 3.3.7 不同载体担载的催化剂的活性分析
• 3.4 负载量对催化剂性能的影响
• 3.4.1 不同负载量催化剂的XRD 分析
• 3.4.2 不同负载量催化剂的BET 分析
• 3.4.3 不同负载量催化剂的活性分析
• 3.5 摩尔比对催化剂性能的影响
• 3.5.1 不同摩尔比催化剂的XRD 分析
• 3.5.2 不同摩尔比催化剂的BET 分析
• 3.5.3 不同摩尔比催化剂的XPS 分析
• 3.5.4 不同摩尔比催化剂的活性分析
• 3.6 载体焙烧温度对催化剂性能的影响
• 3.6.1 不同载体焙烧温度催化剂的XRD 分析
• 3.6.2 不同载体焙烧温度催化剂的活性分析
• 3.7 焙烧温度对催化剂性能的影响
• 3.7.1 不同焙烧温度催化剂的XRD 分析
• 3.7.2 不同焙烧温度催化剂的活性分析
• 3.8 还原温度对催化剂性能的影响
• 3.8.1 不同还原温度催化剂的XRD 分析
• 3.8.2 不同还原温度催化剂的活性分析
• 3.9 浸渍方法对催化剂性能的影响
• 3.9.1 不同浸渍方法催化剂的XRD 分析
• 3.9.2 不同浸渍方法催化剂的BET 分析
• 3.9.3 不同浸渍方法催化剂的活性分析
• 2P 催化剂活性比较'>3.10 不同载体担载的Ni₂P 催化剂活性比较
• 3.11 本章小结
• 2P/Ti0₂-Al₂0₃催化剂二苯并噻吩HDS 反应条件研究'>第四章 Ni₂P/Ti0₂-Al₂0₃催化剂二苯并噻吩HDS 反应条件研究
• 4.1 引言
• 2P 催化剂二苯并噻吩HDS 活性的影响'>4.2 氢油比对Ni₂P 催化剂二苯并噻吩HDS 活性的影响
• 2P 催化剂二苯并噻吩HDS 活性的影响'>4.3 空速对Ni₂P 催化剂二苯并噻吩HDS 活性的影响
• 2P 催化剂二苯并噻吩HDS 活性的影响'>4.4 温度对Ni₂P 催化剂二苯并噻吩HDS 活性的影响
• 2P 催化剂二苯并噻吩HDS 活性的影响'>4.5 反应压力对Ni₂P 催化剂二苯并噻吩HDS 活性的影响
• 2P/Ti0₂-Al₂0₃ 催化剂的稳定性实验'>4.6 Ni₂P/Ti0₂-Al₂0₃催化剂的稳定性实验
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 撰写和发表的论文
• 致谢
• 详细摘要