贵金属催化剂的制备及其加氢脱氧性能研究

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1、学校代码10530学号201510151556分类号TQ426.6密级硕士学位论文贵金属催化剂的制备及其加氢脱氧性能研究学位申请人谭亮指导教师王威燕副教授学院名称化工学院学科专业化学工程与技术研究方向催化新材料及催化过程二〇一八年五月PreparationofpreciousmetalcatalystanditshydrodeoxygenationperformanceCandidateLiangTanSupervisorAssociateProf.WangWeiyanCollegeCollegeofChemicalEngine

2、eringProgramChemicalEngineeringandTechnologySpecializationCatalyticNewMaterialsandCatalyticProcessesDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018摘要生物质热解的生物油被认为是补充汽油和柴油的最佳替代能源，但与化石燃料相比，这种生物油的最大缺点是其含氧量高，从而降低了其作为油品的用途。因此，必须进行脱氧以提高燃料的质量。催化加氢脱氧（HDO）技术可以有效地

3、、有选择性地从含氧化合物中除去氧，提高燃料质量。贵金属催化剂含有高活性、强稳定性、长的使用寿命、反应条件较为温和、强加氢和氢解能力等一些优点，使其普遍应用于生物油的催化加氢脱氧反应中。同时，载体对负载型催化剂的活性也有重要影响。它可以通过改变催化活性组分的分散度，提升催化剂的催化活性。本文分别以MCM-41、Al2O3、Co-Al复合氧化物、Fe-Ni-Al混合氧化物为载体，以Ru、Pt等贵金属为主要催化活性组分制备出一系列催化剂。用酚类化合物为探针测试催化剂的加氢脱氧性能，主要探究催化剂的还原温度、载体中不同Co、Fe含量等因

4、素对催化剂催化性能的影响。当Co-Ru/MCM-41催化剂中Ru含量为2%，Co含量为20%，还原温度为350℃时，展示了最好的HDO催化活性。在275℃反应2h后，转化率达到94.7％，脱氧率达到94.1％。Co-Ru/Al2O3催化剂转化率和脱氧率都较低。在275℃、4MPa条件下反应2h后，Ru2/Al2O3-350催化剂的转化率为29%，脱氧率仅为26.7%。当载体中加入Co后，催化剂的活性显著提高，随着Co组分含量增加，催化剂的脱氧活性先增强，然后降低。采用Co-Al类水滑石经煅烧后形成的复合氧化物用作载体制备出一系列

5、Ru/Co-Al-O负载型催化剂。研究结果表明，当Co/Al物质的量比为3:1，催化剂还原温度为350℃，反应温度为275℃时，催化剂的加氢脱氧活性最高，催化对甲基苯酚加氢脱氧反应的转化率和脱氧率都达到了100%。催化剂较大的比表面积有利于该催化剂的加氢脱氧催化活性。催化剂经高温还原后其比表面积减小，造成催化剂的催化活性降低。以Fe-Ni-Al类水滑石经煅烧后形成的混合氧化物为载体制备Pt基催化剂，结果表明，Pt/NiO-Al2O3@Fe3O4催化剂具有磁性，表现出很高的催化活性。其中芳烃是通过加氢脱氧和脱氢的串联过程产生的。脱

6、氢活性与Fe含量密切相关，这归因于Pt和Fe之间的相互作用。以4-乙基苯酚为探针在300℃、2.0MPa下的HDO液相体系中，其转化率达到99.4％，反应1.5h后乙苯的选择性为19.7％，当反应时间延长至8h时，乙苯选择性提高到90.8％。此外，磁性Pt/NiO-Al2O3@Fe3O4催化剂易于通过使用外部磁体从液体反应混合物中回收。关键词：加氢脱氧；生物油；贵金属；酚类化合物；复合氧化物；IAbstractBiomasspyrolyzedbio-oilisconsideredtobethebestalternativeene

7、rgysourceforsupplementinggasolineanddiesel,butthebiggestdrawbackofthisbio-oilcomparedtofossilfuelsisitshighoxygencontent,whichreducesitsuseasanoil.Therefore,deoxygenationmustbeperformedtoimprovethequalityofthefuel,andcatalytichydrodeoxygenation(HDO)technologycaneffec

8、tivelyandselectivelyremoveoxygenfromtheoxygenate.Preciousmetalcatalystshavetheadvantagesofhighactivity,goodstabilityandlonglife.The