负载型Co、Ni催化剂催化噻吩加氢脱硫的研究

论文摘要

本文第一部分选用Pt、Pd为第二组分，采用化学还原法制备Co-M-B／γ-Al2O3（M=Pt、Pd）催化剂，以噻吩加氢脱硫反应为探针，考察了Pt、Pd的添加对Co-B／γ-Al2O3合金催化性能的影响；采用差热分析技术（DTA）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP）、程序升温还原（TPR）和程序升温脱附（TPD）等手段对催化剂进行了表征。研究结果表明，Co-Pt-B／γ-Al2O3、Co-Pd-B／γ-Al2O3的催化性能均优于CoB／γ-Al2O3。其原因为Pt、Pd的存在改变了Co-B的合金组成，提高了催化剂的热稳定性；降低了Co-B／γ-Al2O3的还原温度和H2的吸附强度，并增加了活性表面积及吸附中心的数量，从而有利于反应的进行。本文第二部分以ZnO为载体采用浸渍法制备负载镍催化剂，用于催化噻吩加氢脱硫反应，并与Ni／Al2O3催化剂的活性进行了比较；用稀土元素Nd对Ni／ZnO催化剂进行了改性，考察了稀土Nd的添加对Ni／ZnO催化性能的影响；采用燃烧法制备ZnO载体，考察了燃烧法制备的ZnO负载镍催化剂的催化活性。实验结果表明：（1）ZnO为载体负载的镍催化剂催化加氢脱硫性能优于Al2O3负载的镍催化剂。其原因是Ni／ZnO的吸附中心比Ni／Al2O3的多，同时ZnO与Ni之间的相互作用比Ni／Al2O3催化剂要强，ZnO起到了助催化剂的作用；（2）Ni-Nd／ZnO的催化性能优于Ni／ZnO。其原因是Nd的添加使Ni／ZnO活性比表面积及吸附中心的数量增大，对H2的吸附量多，同时使催化剂的强酸中心酸强度和酸量增加，从而有利于反应的进行；（3）以燃烧法制备的ZnO为载体的Ni催化剂比普通ZnO负载的催化剂具有更高的加氢脱硫活性，主要是由于燃烧法制备的ZnO比表面积比普通ZnO的大，同时具有大的孔道结构，其所负载的Ni催化剂活性比表面积大，吸氢量大，中、强吸附中心明显减弱，同时该催化剂的强酸中心酸强度和酸量均明显增大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 世界石油的发展现状
• 1.2 加氢脱硫的研究现状
• 1.2.1 加氢脱硫催化剂
• 1.2.1.1 过渡金属硫化物催化剂
• 1.2.1.2 过渡金属氮化物催化剂
• 1.2.1.3 过渡金属磷化物催化剂
• 1.2.1.4 非晶态合金催化剂
• 1.2.2 加氢脱硫催化剂载体的研究
• 1.2.2.1 复合氧化物载体
• 1.2.2.2 改性介孔分子筛载体
• 1.2.3 助剂对加氢脱硫催化剂的影响
• 1.2.3.1 过渡金属对加氢脱硫的影响
• 1.2.3.2 贵金属对HDS催化剂的影响
• 1.2.3.3 稀土对HDS催化剂的影响
• 1.2.3.4 非金属元素对HDS催化剂的影响
• 1.3 ZnO载体
• 1.3.1 ZnO载体的制备方法
• 1.3.1.1 物理法
• 1.3.1.2 化学法
• 1.3.2 ZnO载体在催化中的应用
• 1.3.2.1 甲醇水蒸气重整制氢
• 1.3.2.2 低温水煤气变换反应
• 1.3.2.3 山梨醇催化氢解制备C4-C6多元醇
• 1.4 噻吩加氢脱硫的反应机理
• 1.5 选题的意义及创新点
• 第2章 实验方法和数据处理
• 2.1 主要化学试剂与药品
• 2.2 催化剂的制备
• 2.2.1 载体的制备
• 2O₃的制备'>2.2.1.1 γ-Al₂O₃的制备
• 2.2.1.2 燃烧法合成ZnO
• 2.2.2 催化剂的制备
• 2.2.2.1 负载型Co-Pt-B、Co-Pd-B及Co-B合金催化剂的制备
• 2.2.2.2 Ni基负载型催化剂的制备
• 2.3 催化剂活性的测定
• 2.4 催化剂的表征
• 2.4.1 电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）
• 2.4.2 X-射线衍射（XRD）
• 2.4.3 扫描电镜（SEM）
• 2.4.4 催化剂比表面积的测定
• 2.4.5 催化剂热稳定性的测定
• 2.4.6 程序升温还原（TPR）、程序升温脱附（TPD）
• 2.4.6.1 实验原理
• 2.4.6.2 实验步骤
• 2O₃催化噻吩加氢脱硫性能的影响'>第3章 Pt、Pd对Co-B/γ-Al₂O₃催化噻吩加氢脱硫性能的影响
• 2O₃催化加氢脱硫活性的影响'>3.1 Pt、Pd对Co-B/γ-Al₂O₃催化加氢脱硫活性的影响
• 2O₃催化剂的实际负载量、合金组成及活性表面积的影响'>3.2 Pt、Pd对Co-B/γ-Al₂O₃催化剂的实际负载量、合金组成及活性表面积的影响
• 2O₃热稳定性的影响'>3.3 Pt、Pd对Co-B/γ-Al₂O₃热稳定性的影响
• 3.4 催化剂吸氢性能的研究
• 3.5 程序升温还原（TPR）
• 3.6 本章小结
• 2O₃性能的比较'>第4章 Ni/ZnO与Ni/Al₂O₃性能的比较
• 2O₃催化剂的活性比较'>4.1 Ni/ZnO与Ni/Al₂O₃催化剂的活性比较
• 2O₃催化剂的XRD结果讨论'>4.2 Ni/ZnO与Ni/Al₂O₃催化剂的XRD结果讨论
• 2O₃与NiO/ZnO的XRD见图4.2。'>NiO/Al₂O₃与NiO/ZnO的XRD见图4.2。
• 2O₃催化剂吸氢性能的比较'>4.3 Ni/ZnO与Ni/Al₂O₃催化剂吸氢性能的比较
• 2O₃催化剂还原性能的比较'>4.4 Ni/ZnO与Ni/Al₂O₃催化剂还原性能的比较
• 4.5 本章小结
• 第5章 稀土Nd对Ni/ZnO催化剂催化噻吩加氢脱硫的改性研究
• 5.1 Ni/ZnO与Ni-Nd/ZnO催化剂的活性比较
• 5.2 催化剂的还原性能的比较
• 5.3 Nd对Ni/ZnO催化剂吸氢性能的影响
• 5.4 催化剂酸性的比较
• 5.5 本章小结
• 第6章 燃烧法制备ZnO载体负载Ni催化噻吩加氢脱硫反应的研究
• 6.1 载体物理性能的比较
• 6.2 XRD测试结果分析
• 6.3 两种催化剂表面性能的比较
• 6.3.1 催化剂吸氢性能的比较
• 6.3.2 催化剂的还原性能的比较
• 6.3.3 催化剂酸性的比较
• 6.4 Ni/ZnO与Ni/ZnO（C）催化剂活性的比较
• 6.5 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 进一步的工作方向
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 致谢
• 参考文献