双金属页硅酸盐核壳催化剂的设计及1,4-丁炔二醇加氢性能

发布时间：2022-07-11 11:34

　　1,4-丁炔二醇（BYD）加氢是工业生产1,4-丁二醇（BDO）的主要方法。BDO作为一种重要的精细化工原料,其下游产品在许多领域都有广泛的用途。但由于BYD本身富含多种不饱和基团,且其加氢过程不仅涉及C≡C键,还涉及C-O键异构化等副反应。到目前为止,该反应体系催化剂的研究仅限于贵金属（Pd,Pt等）和Raney Ni。贵金属催化剂因生产成本高,储量有限在工业上的发展受到了限制。而Raney Ni催化剂也由于具有较高的金属含量,而存在环境污染和安全风险的问题。在已经报道的工作中,负载型Ni基催化剂具有成本低和易获得的优点,但是该材料也由于低活性/选择性和易失活等问题,无法达到较好的BYD加氢效果。基于此,我们提出了页硅酸盐衍生的Ni基核壳催化剂用于BYD的直接液相加氢。系统地研究了金属助剂及其含量、双金属效应和金属-载体存在状态对BYD加氢性能的影响,并建立了构效关系。具体如下:1.针对传统浸渍法制备的Ni/SiO₂-im催化剂在BYD加氢中催化活性低和稳定性差的问题,提出了页硅酸盐衍生的Ni基核壳催化剂。从对比结果中发现,页硅酸盐衍生的核壳催化剂可显著提高活性... 

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述和选题背景
    1.1 引言
    1.2 1,4-丁炔二醇加氢研究现状
        1.2.1 反应概述
        1.2.2 反应机理
        1.2.3 工业应用现状
        1.2.4 常用催化剂的类型
            1.2.4.1 贵金属催化剂
            1.2.4.2 非贵金属催化剂
    1.3 金属页硅酸盐的简介及催化应用
        1.3.1 金属页硅酸盐的概述
        1.3.2 金属页硅酸盐的结构
        1.3.3 金属页硅酸盐的制备方法
        1.3.4 金属页硅酸盐的催化应用
            1.3.4.1 气相体系应用
            1.3.4.2 液相体系应用
    1.4 选题目的及研究思路
        1.4.1 论文选题目的
        1.4.2 研究思路
第二章 实验试剂及主要测试表征方法
    2.1 主要实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 催化剂制备及评价的主要实验设备
    2.2 催化剂的表征
        2.2.1 N_2物理吸附脱附表征
        2.2.2 电感耦合等离子体发射光谱(ICP)
        2.2.3 X射线粉末衍射(XRD)
        2.2.4 傅立叶红外(FT-IR)
        2.2.5 H_2 程序升温还原(H_2-TPR)
        2.2.6 H_2 程序升温脱附(H_2-TPD)
        2.2.7 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.8 NH_3程序升温脱附(NH3-TPD)
        2.2.9 吡啶红外(Py-IR)
        2.2.10 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.11 原位X射线粉末衍射(In situ XRD)
    2.3 催化剂评价
        2.3.1 催化剂的评价
        2.3.2 产物分析
第三章 页硅酸盐结构Ni@SiO_2 核壳催化剂对1,4-丁炔二醇加氢性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 催化剂的制备
        3.2.2 催化剂的表征
        3.2.3 催化剂评价
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的表征
            3.3.1.1 催化剂的织构性质
            3.3.1.2 煅烧后催化剂的TEM表征
            3.3.1.3 催化剂的XRD和 FT-IR表征
            3.3.1.4 催化剂的H_2-TPR表征
            3.3.1.5 还原后催化剂的TEM表征
            3.3.1.6 催化剂的H_2-TPD表征
            3.3.1.7 催化剂的NH3-TPD和 Py-IR表征
            3.3.1.8 还原后催化剂的XPS表征
        3.3.2 催化剂的反应性能
    3.4 本章小结
第四章 双金属协同效应对页硅酸盐衍生NiCu@SiO_2 催化1,4-丁炔二醇加氢的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 催化剂的制备
        4.2.2 催化剂的表征
        4.2.3 催化剂反应评价
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂基础结构表征
            4.3.1.1 NiCu@SiO_2 催化剂的织构性质
                4.3.1.1.1 煅烧后催化剂的TEM表征
                4.3.1.1.2 催化剂的FT-IR表征
                4.3.1.1.3 煅烧后催化剂的XRD表征
            4.3.1.2 NiCu@SiO_2 催化剂的BYD加氢反应性能
            4.3.1.3 页硅酸盐衍生的NiCu@SiO_2 催化剂的双金属协同效应的剖析
                4.3.1.3.1 催化剂的H_2-TPR表征
                4.3.1.3.2 还原后催化剂的XRD表征
                4.3.1.3.3 还原后催化剂的TEM表征
                4.3.1.3.4 还原后催化剂的XPS表征
                4.3.1.3.5 催化剂的H_2-TPD表征
                4.3.1.3.6 催化剂的NH_3-TPD表征
                4.3.1.3.7 还原后催化剂的Py-IR表征
            4.3.1.4 NiCu@SiO_2 核壳催化剂上BYD加氢的动力学曲线
            4.3.1.5 NiCu@SiO_2 催化剂上BYD加氢的可能反应机理
            4.3.1.6 9Ni1Cu@SiO_2 催化剂的稳定性测试
    4.4 本章小结
第五章 金属页硅酸盐催化剂中金属载体存在状态对1,4-丁炔二醇加氢的影响
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 催化剂的制备
        5.2.2 催化剂的表征
        5.2.3 催化剂反应评价
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 9Ni1Cu@SiO_2 双金属页硅酸盐催化剂的H_2-TPR解析
        5.3.2 9Ni1Cu@SiO_2 双金属页硅酸盐催化剂的结构性质
            5.3.2.1 In situ XRD表征
            5.3.2.2 TEM表征
        5.3.3 9Ni1Cu@SiO_2 双金属页硅酸盐催化剂的BYD加氢反应性能
        5.3.4 不同还原温度下9Ni1Cu@SiO_2 双金属页硅酸盐催化剂的金属效应
            5.3.4.1 H_2-TPD表征
            5.3.4.2 XPS表征
        5.3.5 不同还原温度下9Ni1Cu@SiO_2 双金属页硅酸盐催化剂表面酸性质研究.
    5.4 结论
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 论文的创新性
    6.3 后续工作设想
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式



本文编号：3658088