催化加氫脫氯（Hydrodechlorination,HDC）是一種處理氯代有機(jī)污染物的高效的、經(jīng)濟(jì)的、環(huán)保的方法。在氣相加氫脫氯反應(yīng)過程中,催化劑通常使用負(fù)載型催化劑,而鎳基催化劑因其價(jià)格低廉,加氫脫氯性能優(yōu)良等特點(diǎn),普遍應(yīng)用于催化加氫脫氯反應(yīng)。本文通過系統(tǒng)研究氯苯在不同鎳基催化劑下的催化加氫還原明確了催化劑的結(jié)構(gòu)特性和其催化效率間的構(gòu)效關(guān)系,并探究了催化加氫脫氯的催化劑在反應(yīng)過程中出現(xiàn)的失活現(xiàn)象。具體研究內(nèi)容如下:我們以二氧化硅作為載體,采用浸漬法制備了鎳基催化劑,加入氯苯,在高溫下進(jìn)行催化加氫反應(yīng)。在制備得到鎳基催化劑Ni/SiO₂后,又對(duì)催化劑Ni/SiO₂進(jìn)行修飾,分別加入不同含量的正硅酸乙酯（TEOS）使催化劑的表面形成殼結(jié)構(gòu),另加入十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）對(duì)殼結(jié)構(gòu)的孔道進(jìn)行調(diào)節(jié),通過XRD、TEM、XPS、TPR等表征手段確定了催化劑制備成功,并通過催化劑對(duì)氯苯的降解反應(yīng)情況分析了催化劑的活性狀況。在氯苯催化加氫反應(yīng)過程中,核殼結(jié)構(gòu)催化劑Ni/SiO₂@SiO₂與催化劑Ni/S... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：47 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

脫氯反應(yīng)流程圖

第3章催化劑的結(jié)構(gòu)表征與分析17第3章催化劑的結(jié)構(gòu)表征與分析本章節(jié)對(duì)催化劑Ni/SiO2、不同TEOS添加量的核殼結(jié)構(gòu)催化劑及其對(duì)照組的表征結(jié)果進(jìn)行了分析，進(jìn)一步的驗(yàn)證了所制備催化劑的物質(zhì)存在及其是否成功完成實(shí)驗(yàn)所需目標(biāo)。3.1X射線衍射（XRD）結(jié)果分析應(yīng)用廣角X射線粉末衍射（XRD）來檢測所制備催化劑的晶體結(jié)構(gòu)，如圖3.1所示。圖中顯示了Ni/SiO2、加入CTAB與不同TEOS含量的Ni/SiO2@SiO2和加入0.125mlTEOS不加CTAB的Ni/SiO2@SiO2三種類型催化劑的XRD曲線。從圖中可以觀察到，2θ=22°歸屬于載體SiO2的特征衍射峰，2θ=44.7°、51.8°和76.4°歸屬于金屬Ni的衍射峰，分別對(duì)應(yīng)金屬Ni相的（111）、（200）和（220）衍射（晶面衍射），表明了Ni/SiO2中金屬鎳的存在[97,98]；加入TEOS形成Ni/SiO2@SiO2催化劑后，峰值位置不變，SiO2衍射峰峰值增強(qiáng)，表明Ni/SiO2@SiO2催化劑中SiO2含量增加。從圖中可以看出，Ni/SiO2在加入CTAB和TEOS后并沒有新的物質(zhì)產(chǎn)生。圖3.1廣角XRD圖譜應(yīng)用小角X射線粉末衍射（XRD）來檢測所制備催化劑是否含有介孔結(jié)構(gòu)，如

第3章催化劑的結(jié)構(gòu)表征與分析18圖3.2所示。從圖中可以看出Ni/SiO2和加入0.125mlTEOS但沒有加入CTAB的樣品不存在小角衍射峰，而加入TEOS和CTAB的Ni/SiO2@SiO2在2.2°左右出現(xiàn)小角衍射峰，并且隨著TEOS量的增加峰值強(qiáng)度變大，說明CTAB在樣品中成功形成介孔結(jié)構(gòu)。圖3.2小角XRD圖譜3.2透射電子顯微鏡（TEM）結(jié)果分析圖3.3顯示了以透射顯微鏡（TEM）為特征的催化劑的形態(tài)。圖片中可以清楚地區(qū)分SiO2載體，金屬顆粒和SiO2殼結(jié)構(gòu)。通過控制TEOS的添加量，可以改變SiO2殼結(jié)構(gòu)的厚度。如表征結(jié)果所示，圖A為Ni/SiO2透射電鏡圖片，Ni的平均粒徑約為31nm，并且沒有觀察到殼結(jié)構(gòu)。圖B為TEOS添加量0.02ml的樣品，幾乎沒有觀察到樣品上的SiO2殼結(jié)構(gòu)。然而，圖C、D、E可以清楚地顯示出TEOS添加量超過0.0625ml時(shí)樣品上的SiO2殼結(jié)構(gòu)，并且厚度隨TEOS量的增加而變化。具體地，如樣品Ni/SiO2@SiO2-0.0625、Ni/SiO2@SiO2-0.125和Ni/SiO2@SiO2-0.25的殼結(jié)構(gòu)的厚度分別大約為18nm，24nm和35nm。如圖所示，Ni/SiO2@SiO2的核-殼結(jié)構(gòu)是由一個(gè)包裹了幾個(gè)Ni顆粒的殼組成，這種結(jié)構(gòu)提供了一種類似于納米反應(yīng)器的微環(huán)境，通過富集反應(yīng)物并發(fā)生催化反應(yīng)。盡管多個(gè)Ni顆粒封裝在一個(gè)Ni/SiO2@SiO2結(jié)構(gòu)中，但是Ni顆粒之間存在的SiO2在一定程度上抑制了聚集。因此，

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本文編號(hào)：3300813