本文關(guān)鍵詞：新型磷化鎳催化劑的制備及加氫性能研究

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【摘要】：隨著能源和化工產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,催化加氫技術(shù)受到廣泛關(guān)注和深入研究。在加氫過(guò)程中,催化劑發(fā)揮著重要作用,各式各樣的材料被用于加氫領(lǐng)域。其中,磷化鎳以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)引起人們的關(guān)注。磷化鎳因化學(xué)計(jì)量比不同而組成各異,合成方法也多種多樣。通過(guò)研究新的合成方法,有效控制磷化鎳的物相、結(jié)構(gòu)和形態(tài),對(duì)提高催化性能具有十分重要的意義。本文中,我們合成了磷化鎳(Ni2P)和新型磷化鎳催化劑(Pd-Ni2P),并用于苯酚和生物油的加氫研究。研究結(jié)果表明這兩個(gè)催化劑對(duì)苯酚具有很高的加氫活性,主要產(chǎn)物是環(huán)己烷和苯。隨著反應(yīng)溫度的升高,苯酚的轉(zhuǎn)化率和環(huán)己烷的選擇性升高,苯的選擇性降低。在300℃、5 MPa初始?jí)毫ο路磻?yīng)2 h后,Ni2P催化苯酚的轉(zhuǎn)化率為81.4%,環(huán)己烷的選擇性為57.2%。而同樣條件下,Pd-Ni2P催化苯酚的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95.4%,對(duì)環(huán)己烷的選擇性為98.0%。這表明添加Pd后,催化劑的活性提高。循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,Ni2P催化劑的活性下降明顯,循環(huán)使用5次后,苯酚的轉(zhuǎn)化率由81.4%逐步降低至48.3%;而Pd-Ni2P催化苯酚的轉(zhuǎn)化率由95.4%降至84.3%,活性略有下降。利用Ni2P和Pd-Ni2P對(duì)生物油進(jìn)行加氫提質(zhì),提質(zhì)后生物油的品質(zhì)得到改善。油相含氧量由43.1%分別降低至13.5%和8.0%,含水量也由33.1%降低至2.2%和0.4%,熱值則由22.7MJ/kg升高至43.0和44.6 MJ/kg。對(duì)Pd-Ni2P進(jìn)行XRD、TEM和XPS表征,結(jié)果顯示Pd作為電子受體,分布于Ni2P表面,可顯著提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。另外,我們利用溶劑熱法合成了磷化鎳(Ni12P5)催化劑,研究了制備參數(shù)的影響,然后將催化劑用于苯酚的加氫處理。結(jié)果顯示,選用氯化鎳和次磷酸鈉物質(zhì)的量比為1:5,180℃反應(yīng)12 h或者200℃反應(yīng)4 h,得到Ni12P5。Ni12P5催化劑具有很高的加氫活性,在200℃、5 MPa初始?jí)毫ο路磻?yīng)2 h,苯酚的轉(zhuǎn)化率和環(huán)己烷的選擇性均可達(dá)到100%。此外,我們還考察了磷化鎳(Ni12P5)及新型磷化鎳催化劑(Ag-Ni12P5)對(duì)對(duì)硝基苯酚的加氫轉(zhuǎn)化,并考察了Ag添加量對(duì)催化劑活性的影響。我們發(fā)現(xiàn)Ag的加入,提高了催化劑的活性,但隨著Ag量的增加,催化劑的活性先升高后降低,當(dāng)Ag的添加量為25%時(shí),催化劑活性最高,在8 min內(nèi)催化對(duì)硝基苯酚的轉(zhuǎn)化率接近100%。利用的XRD、TEM和XPS對(duì)Ag-Ni12P5的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征,結(jié)果顯示Ag作為電子供體,與Ni12P5之間存在協(xié)同作用,使得催化劑的活性得到提高。
【關(guān)鍵詞】：催化加氫 磷化鎳 生物油 對(duì)硝基苯酚
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(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4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 磷化鎳的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)12-13
• 1.3 磷化鎳的合成方法13-17
• 1.3.1 程序升溫還原法13-15
• 1.3.2 低溫固相還原法15-16
• 1.3.3 溶劑熱法16-17
• 1.4 磷化鎳催化劑的加氫應(yīng)用17-18
• 1.5 研究?jī)?nèi)容及意義18-21
• 2 Pd-Ni_2P催化劑的制備及對(duì)生物油的加氫提質(zhì)21-36
• 2.1 引言21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、儀器及設(shè)備22-23
• 2.2.2 催化劑制備23
• 2.2.3 催化劑表征23-24
• 2.2.4 催化劑的加氫性能測(cè)試24-26
• 2.3 結(jié)果與討論26-34
• 2.3.1 催化劑表征26-29
• 2.3.2 催化劑的加氫性能評(píng)價(jià)29-34
• 2.4 小結(jié)34-36
• 3 溶劑熱法合成Ni_(12)P_5對(duì)苯酚的加氫性能研究36-43
• 3.1 引言36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分36-37
• 3.2.1 催化劑制備36
• 3.2.2 催化劑表征36-37
• 3.2.3 催化劑加氫性能測(cè)試37
• 3.3 結(jié)果與討論37-42
• 3.3.1 催化劑表征37-40
• 3.3.2 催化性能評(píng)價(jià)40-42
• 3.4 小結(jié)42-43
• 4 Ag-Ni_(12)P_5催化劑的制備及對(duì)對(duì)硝基苯酚的加氫轉(zhuǎn)化43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分43-45
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、儀器及設(shè)備43-44
• 4.2.2 催化劑制備44
• 4.2.3 催化劑表征44
• 4.2.4 催化劑性能測(cè)試44-45
• 4.3 結(jié)果與討論45-52
• 4.3.1 催化劑表征45-47
• 4.3.2 催化劑加氫性能評(píng)價(jià)47-52
• 4.4 小結(jié)52-53
• 5 結(jié)論與展望53-55
• 5.1 結(jié)論53-54
• 5.2 展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-62
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果62-63
• 致謝63

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