负载型Pt、Pd及Pt-Pd催化剂上苯并呋喃加氢脱氧反应

发布时间：2017-05-10 00:12

  本文关键词：负载型Pt、Pd及Pt-Pd催化剂上苯并呋喃加氢脱氧反应，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着石油储量的不断下降和环境问题的日益严峻,非常规能源的利用得到越来越多的重视,其中生物质油被认为是最具潜力的石油补充能源之一。然而生物质油在实际应用中因为含氧量高而表现出一些不足,如燃烧热低、稳定性差和有腐蚀性等。加氢脱氧(HDO)是脱除含氧化合物中氧原子的最有效技术。贵金属催化剂具有很好的的加氢性能,且贵金属在加氢脱烃与加氢脱硫反应中有着较好的反应活性,所以贵金属对生物质油的加氢脱氧反应有着广泛的应用前景。因此,基于以上因素我们采用浸渍法制备了单金属Pt、Pd、以及不同Pd/Pt摩尔比的双金属Pt-Pd催化剂,利用XRD、TEM、CO化学吸附和XPS等表征手段对催化剂进行了表征。选取油品中较有代表性的含氧化合物：苯并呋喃及二苯并呋喃作为模型化合物,在固定床微反应器中考察了反应网络路径和反应条件对反应物转化率和产物的选择性的影响。研究内容和主要结果包括： 用浸渍法制备了担载量为3%的C负载的Pd、Pt、Pd-Pt (Pd:Pt=4:1)催化剂,考察了不同反应条件对催化剂加氢脱氧活性的影响。结果表明,当温度为340℃、氢油比1000(v／v)、接触时间1.45min时Pd:Pt=4:1催化剂表现出最高的反应活性,苯并呋喃的转化率最高可达100%,脱氧化合物的选择性最高可达94%；各项指标均高于相同担载量的单金属Pt、Pd催化剂。苯并呋喃的加氢脱氧产物中含有2,3-二氢苯并呋喃,乙基环己酮,八氢苯并呋喃,乙基环己烯,乙基环己烷,甲基环己烷。通过实验结果我们发现,苯并呋喃直接脱氧路径并没有发生,显然苯并呋喃先通过杂环加氢饱和形成2,3-二氢苯并呋喃,然后经加氢路线形成中间产物八氢苯并呋喃,最后脱氧形成乙基环己烯,乙基环己烷和甲基环己烷不含氧化合物。然后试验中我们还发现了另外一种含氧产物乙基环己酮,一个新的含氧化合物,在其他催化剂条件下并没有发现的含氧化合物,因此我们推测反应路径包括了一种烯醇式／酮式转化反应。 用浸渍法制备了SiO2-Al2O3负载的单金属Pd、Pt以及Pd-Pt (Pd:Pt=1:1;1:4;4:1)双金属催化剂,分别以苯并呋喃和二苯并呋喃为反应物,主要考察了不同空时条件下反应物的转化率和产物的选择性。结果表明,Pd-Pt (Pd:Pt=4:1)催化剂上的苯并呋喃转化率最高可达99%,乙基环己烷的选择性最高可达45%,苯并呋喃的反应路径仅包含加氢路线,产物种类不复杂,在低空时条件下产物只含有2,3-二氢苯并呋喃。在双金属Pd-Pt(Pd/Pt=1:4)上,二苯并呋喃的转化率可达99%,脱氧产物的选择性为98%。在试验所考查的实验条件下,二苯并呋喃加氢脱氧的路线为加氢路线。
【关键词】：苯并呋喃 加氢脱氧 Pt催化剂 Pd催化剂 Pt-Pd催化剂
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TE667
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 绪论10-25
• 1.1 生物质油概论10-11
• 1.1.1 生物质油的概念与组成10-11
• 1.1.2 生物质油的加工11
• 1.2 生物油中的含氧化合物及加氢脱氧反应11-20
• 1.2.1 加氢脱氧反应机理13-15
• 1.2.2 加氢脱氧热力学15-18
• 1.2.3 加氢脱氧动力学18-20
• 1.3 加氢脱氧催化剂20-22
• 1.3.1 硫化催化剂20-21
• 1.3.2 贵金属催化剂21-22
• 1.4 加氢脱氧催化剂载体22-23
• 1.5 本文研究的目的、内容及意义23-25
• 2 实验部分25-29
• 2.1 实验试剂25
• 2.2 催化剂活性评价流程与产物分析25-26
• 2.3 数据处理26-27
• 2.4 催化剂制备27-28
• 2.5 催化剂表征28-29
• 2.5.1 X射线衍射(XRD)28
• 2.5.2 CO化学吸附28
• 2.5.3 透射电镜(TEM)28
• 2.5.4 X射线光电子能谱(XPS)28-29
• 3 苯并呋喃在贵金属催化剂上的加氢脱氧反应29-47
• 3.1 SiO_2-Al_2O_3负载贵金属Pd、Pt、Pd-Pt催化剂的表征29-32
• 3.2 苯并呋喃在单金属Pd和Pt催化剂上的加氢脱氧反应32-34
• 3.3 苯并呋喃在双金属Pt-Pd催化剂上的加氢脱氧反应34-37
• 3.4 苯并呋喃的加氢脱氧反应网络37-38
• 3.5 单金属Pd、Pt与双金属Pd-Pt/C催化剂的表征38-40
• 3.6 苯并呋喃在Pt/C催化剂上的加氢脱氧反应40-44
• 3.6.1 温度对苯并呋喃加氢脱氧的影响40-41
• 3.6.2 氢油比对苯并呋喃加氢脱氧的影响41-42
• 3.6.3 空速对苯并呋喃加氢脱氧的影响42-44
• 3.7 苯并呋喃在Pd、Pd-Pt(4：1)催化剂上的加氢脱氧反应44-46
• 3.8 本章小结46-47
• 4 二苯并呋喃在贵金属催化剂上的加氢脱氧反应47-54
• 4.1 二苯并呋喃在单金属Pd和Pt催化剂上的加氢脱氧反应47-49
• 4.2 二苯并呋喃在双金属Pt-Pd催化剂上的加氢脱氧反应49-52
• 4.3 二苯并呋喃的加氢脱氧反应网络52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-60
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况60-61
• 致谢61-62

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