加氢脱氧催化剂的制备及其性能研究

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1、学校代号10530学号200615011042分类号TQ426.6密级硕士学位论文加氢脱氧催化剂的制备及其性能研究学位申请人周恩深指导教师杨运泉教授学院名称化工学院学科专业化学工程研究方向化学（催化）反应工程二○○九年五月ResearchonPreparationandPropertiesofHydrodeoxygenationCatalystsCandidateZhouEnshenSupervisorProfessorYangYunquanCollegeCollegeofChemicalEngineeringProgramChemical

2、EngineeringSpecializationChemical(catalytic)ReactionEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,2009湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本

3、人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日湘潭大学2009届硕士学位论文加氢脱氧催化剂的制备及其性能研究摘要随着我国经济的快速发展，石油资源相对缺乏与急剧增涨的石油需求量之间的矛盾日渐突出，将制约我国经

4、济持续发展和严重威胁国家能源安全。目前，世界各国，尤其是工业发达国家都在积极致力于开发用煤制油、生物油等多种新型石油替代能源来缓解石油短缺的状况。然而，这些新型可替代能源的初级产品含氧量很高（有的生物质油含氧量竟高达50wt％），因而存在如燃烧热低、稳定性差和有腐蚀性等缺陷。为了解决这一问题，需进一步对其进行催化加氢脱氧精制处理。本文制备了一系列TiO2负载氮化CoMo催化剂和非晶态Mo-O-B催化剂，采用BET、XRD、SEM、XPS和DSC等进行了表征，并以苯酚为模型化合物，考察了这些催化剂的加氢脱氧性能。首先，采用等体积浸渍法制备了一

5、系列不同Co负载量的TiO2负载CoMo氧化物，然后将其在NH3气流中进行程序升温还原得到对应的氮化CoMo/TiO2催化剂。随着Co的加入，催化剂的比表面积整体呈下降趋势，在催化剂中形成了双金属氮化物新相Co3MO3N。XRD结果表明，Co3Mo3N是由CoMoO4氮化生成，而不是由CoO和MoO3混合氧化物氮化生成。Co3MO3N新相极大地提高了催化剂的加氢脱氧活性。催化剂的加氢脱氧活性是催化剂的组成和比表面积共同作用的结果，在CoO负载量为4wt%,MoO3负载量为12wt%时，催化剂的加氢脱氧转化率最高，达87.1%。不同Co负载量

6、的氮化CoMo/TiO2催化剂的苯酚加氢脱氧反应速率常数大小顺序为：Co4Mo12>Co6Mo12>Co2Mo12>Co8Mo12>Co0Mo12>Thermal。该研究进一步拓展了过渡金属氮化物在杂原子脱除方面的应用，并为将过渡金属氮化物用于重质油等同时含有S、N、O等杂原子的原料油精制过程，补充了一定的理论依据和可行性证明。分别在冰浴和超声波条件下，采用化学还原法制备了两种非晶态合金催化剂。表征结果表明，两种条件下制备的催化剂均为非晶态结构；原料中的六价Mo都只被部分还原，在冰浴法制备的催化剂中Mo以+4与+6价存在，超声波法制备的催化

7、剂中Mo以+5与+6价存在；超声波的引入抑制了硼氧化物的生成；冰浴法制备的催化剂拥有更高的热稳定性和更好的表面结构，加氢脱氧催化活性约为超声波法制备的催化剂的两倍。该研究在寻求新型的加氢脱氧催化剂方面作了一次新的尝试，同时也是对非晶态催化剂的应用进行了拓展。关键词：加氢脱氧；CoMo；双金属氮化物；非晶态催化剂；Mo-O-B。I湘潭大学2009届硕士学位论文加氢脱氧催化剂的制备及其性能研究AbstractWiththerapideconomicdevelopmentofourcountry,thecontradictionbetweenth

8、erelativelackofoilresourcesandtherapidriseinthedemandforoilhasbecomeincreasinglyprominent