【摘要】：微孔分子篩的孔道尺寸較小不利于反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴(kuò)散,而介孔分子篩的酸性較弱、水熱穩(wěn)定性差。為了克服單一孔道的的缺點(diǎn),多級(jí)孔分子篩越來越受到研究者關(guān)注。多級(jí)孔分子篩是由兩種以及兩種以上級(jí)別的孔徑構(gòu)成,其中微孔和介孔復(fù)合的多級(jí)孔分子篩,結(jié)合了微孔和介孔孔道結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),可以大大的提高了分子篩的性能。Y型分子篩具有大的比表面積、強(qiáng)酸性、優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)過程中有著廣泛的應(yīng)用�？啡┦巧镔|(zhì)裂解制備生物柴油中的一種重要組成成分,環(huán)戊酮是一種重要的化工中間體,通過糠醛水相加氫反應(yīng)可以生成環(huán)戊酮。因此本論文采用簡單的工藝直接合成多級(jí)孔Y型分子篩,以此為載體制備出負(fù)載Ni的催化劑,用于糠醛水相加氫反應(yīng)中,并進(jìn)行了工藝條件的優(yōu)化。采用傳統(tǒng)表面活性劑F127為模板劑,在不加入任何助劑的條件下直接合成出結(jié)晶度較好的多級(jí)孔F-NaY型分子篩。并分別考察了晶化溫度、晶化時(shí)間、硅鋁比以及模板劑用量對合成多級(jí)孔Y型分子篩的影響。結(jié)果表明在晶化溫度100℃、晶化時(shí)間25 h、投料硅鋁比SiO2/Al2O3=10.5、F127的質(zhì)量占反應(yīng)混合液總質(zhì)量的比(g/g)為0.034時(shí),得到的分子篩F-NaY-0.034具有相對較好的結(jié)晶度、較大的比表面積、較大的孔體積以及最適宜的酸性。采用廉價(jià)的生物化工產(chǎn)品海藻酸鈉為模板劑,利用水熱法成功地合成了結(jié)晶度良好的多級(jí)孔S-NaY型分子篩。并分別考察了晶化溫度、晶化時(shí)間、硅鋁比以及模板劑用量對合成多級(jí)孔Y型分子篩的影響。結(jié)果表明在晶化溫度100℃、晶化時(shí)間25 h、投料硅鋁比SiO2/Al2O3=10.5、海藻酸鈉的質(zhì)量占反應(yīng)混合液總質(zhì)量的比(g/g)為0.018時(shí),即可合成出相對結(jié)晶度較好、比表面積較大、孔體積較大、酸性適宜的多級(jí)孔分子篩S-NaY-0.018。以所得到的多級(jí)孔Y型分子篩為載體,負(fù)載Ni制備Ni/F-HY和Ni/S-HY系列催化劑,主要考察了模板劑用量對所制備的催化劑的糠醛加氫反應(yīng)性能的影響,并與傳統(tǒng)Y分子篩做載體制備的催化劑性能進(jìn)行對比。結(jié)果表明兩種多級(jí)孔Y型分子篩載體制備的催化劑20wt.%Ni/F-HY和20wt.%Ni/S-HY的催化活性均高于傳統(tǒng)Y型分子篩負(fù)載Ni催化劑。這主要是因?yàn)檩d體的多級(jí)孔結(jié)構(gòu)加快了反應(yīng)速率和傳質(zhì)速率,另外多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的催化劑具有更適宜的酸性和更高的比表面積。在以F127為模板劑制備的催化劑體系中,當(dāng)F127的質(zhì)量占反應(yīng)混合液總質(zhì)量的比為0.034時(shí)制備的催化劑的活性最高,在反應(yīng)溫度150℃,氫氣起始?jí)毫? MPa,Ni負(fù)載量為20wt.%,催化劑用量為1.5wt.%的條件下反應(yīng)9 h,得到的糠醛的轉(zhuǎn)化率為94.8%,環(huán)戊酮的選擇性為81.2%。在以海藻酸鈉為模板劑制備的催化劑體系中,海藻酸鈉的質(zhì)量占反應(yīng)混合液總質(zhì)量的比為0.018時(shí)制備的催化劑的活性最高,在反應(yīng)溫度150℃,氫氣起始?jí)毫? MPa,Ni負(fù)載量為20wt.%,催化劑用量為1.5wt.%的條件下反應(yīng)9 h,得到的糠醛的轉(zhuǎn)化率為96.4%,環(huán)戊酮的選擇性為89.7%。對比使用不同模板劑的兩種合成體系,以海藻酸鈉為模板劑合成的Y型分子篩制備的催化劑的活性較高,主要是因?yàn)樵擉w系中載體的介孔體積較多,使得反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴(kuò)散速率較快,接觸活性位點(diǎn)的機(jī)會(huì)較多；該體系制備的催化劑具有更多的酸量；從Ni的分散度來看,該體系制備的催化劑中Ni金屬顆粒的分散性較好。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O643.36;TB383.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2435141