碳材料的引入对NiMo基加氢脱硫催化剂的影响

发布时间：2020-03-29 16:43

【摘要】：随着全球石油消耗量不断增加,优质原油资源越来越少,原油中的硫含量逐年增加,硫燃烧所带来的环境污染问题日益突出。为此,世界各国政府相继强制推出了一系列环保法规,要求进一步降低燃油中的硫含量。因此,开发更高效的油品加氢脱硫(HDS)催化剂显得尤为重要。本文针对传统工业NiMo/Al203催化剂中载体氧化铝与金属组分作用较强的问题,研究碳材料的引入对NiMo/Al203催化剂结构与HDS性能的影响。首先,利用聚多巴胺(PDA)预积层对载体A1203进行改性,探究制备方法、焙烧气氛及焙烧温度对NiMo/Al2O3催化剂HDS活性的影响。实验结果表明,以A1203@PDA为载体,共浸渍活性金属组分后,在空气中500℃C焙烧所制备的催化剂(NiMoAl@PDA-500Air)HDS 活性最高。其次,通过XRD、BET、TEM、XPS、TPO、H2-TPR等表征,探讨了聚巴胺(PDA)预积层对催化剂的物相结构、物化性质及加氢脱硫性能的影响。结果显示PDA预积层导致催化剂性能提高的主要原因是PDA预积层与活性相前驱体产生相互作用,有利于活性相在载体表面的分散,使催化剂易还原和硫化。而且PDA预积层在焙烧后的残留炭在催化剂的硫化过程中可能形成活性更高的NiMoC相。随着tris缓冲液中多巴胺含量的增加,所得催化剂的HDS活性呈火山型变化。当tris缓冲液中多巴胺含量为1 mg/nml,所得催化剂NiMoAl-1具有最短的平均晶条长度及最大的平均堆垛层数,其分散度最高,因此具有最佳的HDS活性。最后,以葡萄糖、氧化石墨烯为碳源制备不同的NiMoS-C复合材料,并考察其HDS活性。碳材料的引入有助于纳米花状C@NiMoS催化剂HDS性能的提升,但焙烧温度较高导致催化剂中MoS2的晶条较长,且葡萄糖碳化后形成的碳可能覆盖部分活性位,不利于其HDS性能的提升。以氧化石墨烯为碳源,140 ℃C水热3 d所制备的NiMoS-GO催化剂的HDS活性最佳,但催化剂含有不利于NiMoS活性相生成的NiSO4·6H2O,导致其HDS活性不理想。上述两种NiMoS-C复合材料仍需更进一步的研究,改变合成策略,优化催化剂的形貌与结构,以进一步提高其HDS性能。
【图文】：

加氢,噻吩类,反应网络,二苯并噻吩

Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ＨＤＳ邋ｏｆ邋ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ．逡逑作为噻吩类的衍生物的一种，二苯并噻吩（ＤＢＴ）的机理研究也经一段时间。图１．２为ＤＢＴ的ＨＤＳ反应网络。ＤＢＴ的ＨＤＳ反应的ＤＤ

示意图,棱边,模型,示意图

该模型认为在层状ＭｏＳ２中，，存在辐缘（Ｒｉｍ）位和棱边（ｅｄｇｅ）位两类逡逑活性中心，分别位于层状ＭｏＳ２晶片堆积的末端边缘位置和内层的边缘位置，逡逑如图１．４所示。其中，认为Ｒｉｍ位是加氢活性中心，而ｅｄｇｅ位是氢解活性中心。逡逑径向逡逑＾＾逡逑辐缘邋ｍｍｍｍｍ邋ｓ逦逡逑梭边邋Ｌ——一Ｊ邋＾逦逦逡逑基部逦逦一＾逡逑图１．４辐缘－棱边模型示意图．逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ邋ｏｆ＇Ｒｉｍ－Ｅｄｇｅ５邋ｍｏｄｅｌ．逡逑Ｒｉｍ－ｅｄｇｅ模型和Ｃｏ－Ｍｏ－Ｓ相模型对‘ｅｄｇｅ’定义有所不同，前者认为‘ｅｄｇｅ’逡逑是ＭｏＳ２晶片堆积的内层边缘位置的Ｍｏ活性位，后者认为‘ｅｄｇｅ’是ＭｏＳ２晶逡逑片中与表面Ｍｏ原子键合的Ｃｏ（或Ｎｉ）助剂原子。另外，Ｃｏ－Ｍｏ－Ｓ相模型认为加逡逑氢中心由棱边位提供，氢解中心由拐角位提供；而Ｒｉｍ－ｅｄｇｅ模型则认为辐缘位逡逑对应于加氢中心，棱边位对应于l,解中心。逡逑以上模型对活性相的解释出发点不同，虽然也有些相似的地方，但各种模逡逑型本身存在不同的缺陷，有的甚至相互矛盾。随着原位ＳＴＥＭ、近似原位ＥＸＡＦＳ逡逑和原位ＦＴ－ＩＲ等现代仪器分析技术和计算机科学的不断进步［８６＿８８］
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE624.9

【参考文献】