本文關(guān)鍵詞：鎳基層狀前驅(qū)體制備磷化鎳催化劑及其加氫脫硫性能研究

  更多相關(guān)文章： 磷化鎳 加氫脫硫 層狀復(fù)合金屬氫氧化物 微波水熱處理

【摘要】：本文提出了以鎳基層狀復(fù)合金屬氫氧化物(Ni-Al-CO32-LDH)作為鎳源,磷酸二氫銨(NH4H2PO4)作為磷源,在微波條件下制備催化劑前驅(qū)體,采用程序升溫還原法制備負(fù)載型磷化鎳催化劑的新方法,并分別向催化劑中添加金屬助劑Co、Zn、Mg進(jìn)行改性。采用XRD、BET、TPR、XPS、TEM、CO吸附等手段對(duì)催化劑進(jìn)行表征,以二苯并噻吩(DBT)為模型化合物研究催化劑的加氫脫硫(HDS)性能。采用微波-層狀前驅(qū)體制備Ni-P/ML催化劑(Ni負(fù)載量64.4 wt.%)。研究表明,催化劑前驅(qū)體中初始P/Ni≥0.8(摩爾比)時(shí),有Ni2P活性相生成,P/Ni≥2(摩爾比)時(shí),除Ni2P活性相外,還有Ni(PO3)2相生成;前驅(qū)體中初始Ni/Al=3(摩爾比)時(shí),共沉淀之后的主要產(chǎn)物是Ni-Al-CO32-LDH,以此制備的催化劑比表面積較大,Ni金屬分散度高,形成的Ni2P晶粒尺寸小;增大或減小Ni/Al摩爾比,均會(huì)生成較多的Ni(OH)2雜相,降低了Ni金屬分散度和催化劑的比表面積。與浸漬法制備相比,該方法制備過程中,經(jīng)微波水熱處理能夠促進(jìn)小粒徑Ni2P形成,增大比表面積,抑制P在催化劑表面的富集,暴露更多的金屬Ni活性位。催化劑最佳制備條件為P/Ni=2(摩爾比),Ni/Al=3(摩爾比),在380°C,3.0 MPa,質(zhì)量空速2.0 h-1,H2/oil=500(體積比)的條件下,DBT轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.3%,比傳統(tǒng)浸漬法制備的Ni-P/IM(88.5%)催化劑提高10.8%,相應(yīng)的HDS反應(yīng)以直接脫硫(DDS)途徑為主,在48 h的連續(xù)反應(yīng)中DBT的轉(zhuǎn)化率一直維持在98.3%左右。催化劑改性研究發(fā)現(xiàn),添加Co后,降低了鎳源前驅(qū)體Co-Ni-Al-CO32-LDH的結(jié)晶度,經(jīng)HDS測試表明,經(jīng)Co改性的CozNi1-z-P/ML催化劑HDS活性下降,但產(chǎn)物環(huán)己基苯(CHB)的選擇性隨Co含量的增加而增大,表明Co的引入促進(jìn)Ni(II)位的形成,利于間接加氫脫硫(HYD)途徑。Zn、Mg改性的ZnwMg1-wNi-P/ML催化劑(Ni負(fù)載量20wt.%),最佳Zn/Mg摩爾比為3,以此制備的催化劑在380°C,3.0 MPa,質(zhì)量空速2.0 h-1,H2/oil=500(體積比)的反應(yīng)條件下,DBT的轉(zhuǎn)化率達(dá)到81.8%,比傳統(tǒng)浸漬法制備的Ni-P/IM(69.8%,Ni負(fù)載量20 wt.%)催化劑提高了12.0%。
【關(guān)鍵詞】：磷化鎳 加氫脫硫 層狀復(fù)合金屬氫氧化物 微波水熱處理
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要7-11
• 前言11-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-27
• 1.1 研究背景12
• 1.2 HDS催化劑12-17
• 1.2.1 催化劑的載體材料12-15
• 1.2.2 HDS催化劑的活性組分15-17
• 1.3 Ni_2P加氫脫硫催化劑17-23
• 1.3.1 Ni_2P的結(jié)構(gòu)17-18
• 1.3.2 Ni_2P的制備方法18-19
• 1.3.3 Ni_2P催化劑HDS機(jī)理19-22
• 1.3.4 Ni_2P催化劑改性研究22-23
• 1.4 層狀復(fù)合金屬氫氧化物(LDH)的概述23-25
• 1.4.1 LDH的結(jié)構(gòu)性質(zhì)23-25
• 1.4.2 LDH在催化領(lǐng)域中的應(yīng)用25
• 1.5 選題依據(jù)及研究內(nèi)容25-27
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分27-31
• 2.1 引言27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器27-28
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料27
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器27-28
• 2.3 催化劑表征28-29
• 2.3.1 XRD28
• 2.3.2 BET28
• 2.3.3 H_2-TPR28
• 2.3.4 CO吸附28-29
• 2.3.5 XPS29
• 2.3.6 TEM29
• 2.4 催化劑反應(yīng)性能評(píng)價(jià)29-31
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置流程29-30
• 2.4.2 催化劑活性測定方法與條件30
• 2.4.3 產(chǎn)物分析方法30-31
• 第三章 以層狀前驅(qū)體制備磷化鎳催化劑的研究31-49
• 3.1 Ni-Al-CO_3~(2-)LDH的制備31
• 3.2 催化劑的制備31-32
• 3.2.1 微波-層狀前驅(qū)體制備催化劑31
• 3.2.2 浸漬-層狀前驅(qū)體制備催化劑31
• 3.2.3 浸漬-非層狀前驅(qū)體制備催化劑31-32
• 3.3 初始P/Ni摩爾比對(duì)催化劑性能的影響32-36
• 3.3.1 不同初始P/Ni摩爾比催化劑的XRD32-33
• 3.3.2 不同初始P/Ni摩爾比催化劑的BET33
• 3.3.3 不同初始P/Ni摩爾比催化劑的TPR33-34
• 3.3.4 不同初始P/Ni摩爾比催化劑的CO吸附34
• 3.3.5 催化劑HDS性能評(píng)價(jià)34-36
• 3.4 還原溫度對(duì)催化劑性能的影響36-38
• 3.4.1 不同還原溫度制備催化劑的XRD36-37
• 3.4.2 不同還原溫度制備催化劑的BET37
• 3.4.3 催化劑HDS性能評(píng)價(jià)37-38
• 3.5 初始Ni/Al摩爾比對(duì)催化劑性能的影響38-41
• 3.5.1 不同初始Ni/Al摩爾比催化劑的XRD38-40
• 3.5.2 不同初始Ni/Al摩爾比催化劑的BET40
• 3.5.3 催化劑HDS性能評(píng)價(jià)40-41
• 3.6 制備方法對(duì)催化劑性能的影響41-47
• 3.6.1 不同方法制備催化劑的XRD41-42
• 3.6.2 不同方法制備催化劑的TEM及粒徑分布42-43
• 3.6.3 不同方法制備催化劑的BET43-44
• 3.6.4 不同方法制備催化劑的TPR44
• 3.6.5 不同方法制備催化劑的CO吸附44-45
• 3.6.6 不同方法制備催化劑的XPS45-46
• 3.6.7 催化劑HDS性能性能評(píng)價(jià)46-47
• 3.6.8 催化劑的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)47
• 3.7 本章小結(jié)47-49
• 第四章 Co改性磷化鎳催化劑的研究49-53
• 4.1 Co-Ni-Al-CO_3~(2-)LDH的制備49
• 4.2 Co改性磷化鎳催化劑的制備49
• 4.3 Co改性磷化鎳催化劑的表征49-51
• 4.3.1 Co改性鎳基層狀前驅(qū)體的XRD49
• 4.3.2 Co改性磷化鎳催化劑的XRD49-50
• 4.3.3 Co改性磷化鎳催化劑的BET50-51
• 4.4 Co改性磷化鎳催化劑HDS性能評(píng)價(jià)51-52
• 4.4.1 Co改性磷化鎳催化劑HDS活性的影響51
• 4.4.2 Co改性磷化鎳催化劑HDS選擇性的影響51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 Zn/Mg改性磷化鎳催化劑的研究53-59
• 5.1 Zn-Mg-Ni-Al-CO_3~(2-)LDH的制備53
• 5.2 催化劑的制備53
• 5.2.1 Zn/Mg改性磷化鎳催化劑的制備53
• 5.2.2 浸漬-非層狀前驅(qū)體制備催化劑53
• 5.3 Zn/Mg改性磷化鎳催化劑的表征53-57
• 5.3.1 Zn/Mg改性鎳基層狀前驅(qū)體的XRD53-54
• 5.3.2 Zn/Mg改性磷化鎳催化劑的XRD54-55
• 5.3.3 Zn/Mg改性磷化鎳催化劑的BET55-56
• 5.3.4 Zn/Mg改性磷化鎳催化劑的XPS56-57
• 5.4 Zn/Mg改性磷化鎳催化劑的性能評(píng)價(jià)57-58
• 5.4.1 Zn/Mg改性磷化鎳催化劑HDS活性的影響57
• 5.4.2 Zn/Mg改性磷化鎳催化劑HDS選擇性的影響57-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 發(fā)表文章目錄65-67
• 致謝67-68

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4 ;用噴霧干燥法生產(chǎn)銅鎳催化劑[J];日化情報(bào);1972年06期

5 ;氣態(tài)烷烴加壓催化部氧化法鎳催化劑試驗(yàn)報(bào)告第一報(bào)[J];云南化工技術(shù);1973年02期

6 林振錕;任韶玲;龐禮;劉新華;;脈沖重量法測鎳催化劑的鎳表面積和還原鎳量[J];石油化工;1985年10期

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9 廖玲書,吳筠;高鎳催化劑中鎳、硅組份測定的改進(jìn)[J];石油與天然氣化工;1989年04期

10 胡澤善;張量渠;郭慎獨(dú);;天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化低鎳催化劑的研究——工業(yè)低鎳催化劑可行性探討[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);1991年03期

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4 宋東坡;中性鎳催化劑催化烯烴聚合的研究[D];吉林大學(xué);2008年

5 王法強(qiáng);丙烯腈常壓氣相加氫氧化鋁負(fù)載鈀、鎳催化劑及動(dòng)力學(xué)研究[D];上海師范大學(xué);2003年

6 崔永剛;新型雙核中性鎳催化劑的研制及催化性能研究[D];浙江大學(xué);2005年

7 王學(xué)虎;后過渡金屬鎳催化劑的合成及催化乙烯聚合的研究[D];西北師范大學(xué);2011年

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9 文宏志;高活性蒙脫石負(fù)載鎳催化劑的制備、表征及其芳烴加氫性能[D];安徽工業(yè)大學(xué);2013年

10 華維;介質(zhì)阻擋放電等離子體制備甲烷二氧化碳重整反應(yīng)鎳催化劑的研究[D];大連理工大學(xué);2010年

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