新型磷化镍催化剂的制备及加氢性能研究

发布时间：2017-10-03 12:02

  本文关键词：新型磷化镍催化剂的制备及加氢性能研究

  更多相关文章： 催化加氢 磷化镍 生物油 对硝基苯酚

【摘要】：随着能源和化工产业的迅猛发展,催化加氢技术受到广泛关注和深入研究。在加氢过程中,催化剂发挥着重要作用,各式各样的材料被用于加氢领域。其中,磷化镍以其独特的物理化学性质引起人们的关注。磷化镍因化学计量比不同而组成各异,合成方法也多种多样。通过研究新的合成方法,有效控制磷化镍的物相、结构和形态,对提高催化性能具有十分重要的意义。本文中,我们合成了磷化镍(Ni2P)和新型磷化镍催化剂(Pd-Ni2P),并用于苯酚和生物油的加氢研究。研究结果表明这两个催化剂对苯酚具有很高的加氢活性,主要产物是环己烷和苯。随着反应温度的升高,苯酚的转化率和环己烷的选择性升高,苯的选择性降低。在300℃、5 MPa初始压力下反应2 h后,Ni2P催化苯酚的转化率为81.4%,环己烷的选择性为57.2%。而同样条件下,Pd-Ni2P催化苯酚的转化率达到95.4%,对环己烷的选择性为98.0%。这表明添加Pd后,催化剂的活性提高。循环实验结果显示,Ni2P催化剂的活性下降明显,循环使用5次后,苯酚的转化率由81.4%逐步降低至48.3%;而Pd-Ni2P催化苯酚的转化率由95.4%降至84.3%,活性略有下降。利用Ni2P和Pd-Ni2P对生物油进行加氢提质,提质后生物油的品质得到改善。油相含氧量由43.1%分别降低至13.5%和8.0%,含水量也由33.1%降低至2.2%和0.4%,热值则由22.7MJ/kg升高至43.0和44.6 MJ/kg。对Pd-Ni2P进行XRD、TEM和XPS表征,结果显示Pd作为电子受体,分布于Ni2P表面,可显著提高催化剂的活性和稳定性。另外,我们利用溶剂热法合成了磷化镍(Ni12P5)催化剂,研究了制备参数的影响,然后将催化剂用于苯酚的加氢处理。结果显示,选用氯化镍和次磷酸钠物质的量比为1:5,180℃反应12 h或者200℃反应4 h,得到Ni12P5。Ni12P5催化剂具有很高的加氢活性,在200℃、5 MPa初始压力下反应2 h,苯酚的转化率和环己烷的选择性均可达到100%。此外,我们还考察了磷化镍(Ni12P5)及新型磷化镍催化剂(Ag-Ni12P5)对对硝基苯酚的加氢转化,并考察了Ag添加量对催化剂活性的影响。我们发现Ag的加入,提高了催化剂的活性,但随着Ag量的增加,催化剂的活性先升高后降低,当Ag的添加量为25%时,催化剂活性最高,在8 min内催化对硝基苯酚的转化率接近100%。利用的XRD、TEM和XPS对Ag-Ni12P5的物理化学性质进行了表征,结果显示Ag作为电子供体,与Ni12P5之间存在协同作用,使得催化剂的活性得到提高。
【关键词】：催化加氢 磷化镍 生物油 对硝基苯酚
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 磷化镍的结构与性质12-13
• 1.3 磷化镍的合成方法13-17
• 1.3.1 程序升温还原法13-15
• 1.3.2 低温固相还原法15-16
• 1.3.3 溶剂热法16-17
• 1.4 磷化镍催化剂的加氢应用17-18
• 1.5 研究内容及意义18-21
• 2 Pd-Ni_2P催化剂的制备及对生物油的加氢提质21-36
• 2.1 引言21-22
• 2.2 实验部分22-26
• 2.2.1 实验原料、仪器及设备22-23
• 2.2.2 催化剂制备23
• 2.2.3 催化剂表征23-24
• 2.2.4 催化剂的加氢性能测试24-26
• 2.3 结果与讨论26-34
• 2.3.1 催化剂表征26-29
• 2.3.2 催化剂的加氢性能评价29-34
• 2.4 小结34-36
• 3 溶剂热法合成Ni_(12)P_5对苯酚的加氢性能研究36-43
• 3.1 引言36
• 3.2 实验部分36-37
• 3.2.1 催化剂制备36
• 3.2.2 催化剂表征36-37
• 3.2.3 催化剂加氢性能测试37
• 3.3 结果与讨论37-42
• 3.3.1 催化剂表征37-40
• 3.3.2 催化性能评价40-42
• 3.4 小结42-43
• 4 Ag-Ni_(12)P_5催化剂的制备及对对硝基苯酚的加氢转化43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 实验部分43-45
• 4.2.1 实验原料、仪器及设备43-44
• 4.2.2 催化剂制备44
• 4.2.3 催化剂表征44
• 4.2.4 催化剂性能测试44-45
• 4.3 结果与讨论45-52
• 4.3.1 催化剂表征45-47
• 4.3.2 催化剂加氢性能评价47-52
• 4.4 小结52-53
• 5 结论与展望53-55
• 5.1 结论53-54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-62
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果62-63
• 致谢63

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本文编号：965067