反应物种在加氢精制催化剂孔道中的吸附和扩散行为

发布时间：2020-08-23 14:59

【摘要】：加氢精制催化剂的孔道结构强烈影响其反应性能,而扩散和吸附是反应发生的前提,深入理解催化剂孔道结构对扩散和吸附的影响对高效催化剂的结构设计至关重要。因此,研究反应物种在加氢精制催化剂孔道中的吸附和扩散行为意义重大。本论文首先采用阴阳离子双水解法制备了不同孔结构的γ-Al_2O_3载体,并采用等体积浸渍法制备了金属负载量相同而孔道结构不同的MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂。然后通过测定噻吩类硫化物在不同孔结构催化剂表面吸附量、吸附模式、吸附热、吸附作用及扩散速率等,探究了孔道结构对活性位可接近性及硫化物扩散速率的影响。最后以4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)为模型化合物,评价了不同孔结构催化剂的加氢脱硫活性。通过合成方法和合成条件的控制,载体的孔径可以在2.5-8.7 nm之间调控。活性组分的沉积会导致催化剂的孔径、孔容以及比表面积降低,但催化剂的孔结构特征基本与载体相似。载体只存在L酸,而催化剂同时含有L酸和B酸。载体或催化剂的孔径越大,酸量越多,且2,4,6-三甲基吡啶更有利于体现这种效应。催化剂的孔径越大,Mo~(6+)的还原温度越低。载体和催化剂的酸性特征以及活性金属的还原特征都表明加氢精制催化剂存在孔道限域效应。催化剂的孔道结构影响活性位的可接近性。孔径越大,硫化物(噻吩、二苯并噻吩、4,6-DMDBT)的吸附量越多。当孔容基本相同时,比表面积不是影响吸附的主要因素,单一大介孔和等级介孔样品更有利于硫化物吸附。噻吩存在多种吸附模式,虽然噻吩在小孔径催化剂表面的吸附热更大,但因存在较多物理吸附,最终保留在大孔径催化剂上的化学吸附量更多。噻吩吸附过程中π键络合吸附的位阻效应大于σ键键合,而4,6-DMDBT吸附过程中σ键键合的位阻效应大于π键络合吸附。催化剂的孔道结构影响硫化物的扩散速率。孔径越大,扩散阻力越小,硫化物的扩散速率越快。与比表面积相比,催化剂的孔径对硫化物脱除效率的影响更显著。孔径越大,4,6-DMDBT的脱硫率和转化率越高;与单一介孔相比,等级介孔更具优势。
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE624.9

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈爱城;陈胜利;娄亚峰;陈静;;卟啉氧钒在均一孔结构模型催化剂中的扩散[J];石油学报(石油加工);2014年02期

2 陈爱城;陈胜利;桑磊;薛扬;娄亚峰;;重油分子的孔内受限扩散研究进展[J];化工进展;2013年12期

3 陈文斌;杨清河;赵新强;刘学芬;聂红;李大东;;加氢脱硫催化剂活性组分的分散与其催化性能[J];石油学报(石油加工);2013年05期

4 龚慧明;;中国汽柴油标准现状及改善油品质量面临的挑战[J];国际石油经济;2013年05期

5 段林海;武玉叶;杜美玉;邵新超;秦玉才;宋丽娟;;Co-Mo/γ-Al_2O_3加氢脱硫催化剂的吸附扩散性能[J];石油学报(石油加工);2013年01期

6 孙炜;王鹏;杨犁;方元;;二苯并噻吩加氢脱硫过程在镍钼硫催化剂表面的吸附[J];武汉工程大学学报;2013年02期

7 包信和;;催化基础理论研究发展浅析——兼述催化中的限域效应(代序)[J];中国科学:化学;2012年04期

8 ;Weakening internal diffusion effect in selective hydrodesulfurization of FCC gasoline by novel designed eggshell CoMoS/Al_2O_3 catalysts[J];Journal of Natural Gas Chemistry;2012年02期

9 李怀雷;李强;丁勇;张晓彤;凌明利;孙兆林;宋丽娟;;烷基噻吩在MoS_2团簇上吸附行为的密度泛函理论研究[J];分子催化;2012年01期

10 朱庆云;李雪静;乔明;任静;;世界汽柴油标准及供需发展趋势浅析[J];中外能源;2011年10期

相关博士学位论文 前2条

1 李翔;新型孔结构氧化铝的合成与催化性能研究[D];中国石油大学（华东）;2013年

2 杨胥微;微量吸附量热技术及其在几种酸碱材料研究中的应用[D];吉林大学;2007年

相关硕士学位论文 前1条

1 陈云超;多孔材料的吸附和扩散性能：案例研究[D];浙江师范大学;2013年

本文编号：2801668