碳材料负载钌基催化剂的制备及其催化甘油加氢性能研究

发布时间：2021-02-28 22:58

　　随着生物柴油产量的不断提高,副产物甘油的量已远超当前实际需求。以甘油为原料生产高附加值化学品极具经济效益,且利于整个生物柴油生产行业的发展。甘油催化加氢选择性转化为高附加值C3醇类化学品（1,2（3）-丙二醇、正丙醇、异丙醇）是目前实现其资源化利用的主要路径之一,研究开发兼具高活性、高C3醇选择性的加氢催化剂是实现该路径推广应用的关键。本文研制适用于甘油液相加氢反应的新型负载型Ru基催化剂,通过引入过渡金属助剂、酸助剂对甘油分子C-O/C-C的选择性活化转化以及催化加氢反应路径进行调控,以获得高反应转化率及C3醇产物选择性,尤其是1,3-丙二醇选择性。本文通过实验对不同催化剂载体（碳材料、金属氧化物）、酸助剂以及过渡金属助剂进行筛选,发现以磷钨酸改性活性炭复合材料（PW-C）为载体负载Ru、Mo双金属制备的Mo/Ru/PW-C催化剂表现出较优的催化性能。磷钨酸与金属Mo助剂的引入不但提高了钌的分散度,而且在催化剂表面所形成的酸性位点促进了甘油脱水-加氢过程。通过调变Ru、Mo金属沉积顺序、改变助剂Mo的修饰量,发现MoO_x能够迁移覆盖在Ru颗粒表面,增强催化剂对甘... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 甘油选择性催化加氢制丙二醇研究现状
        1.2.1 甘油催化加氢制丙二醇反应机理
        1.2.2 甘油液相加氢主要催化体系
    1.3 研究目的、意义与研究内容
        1.3.1 研究目的与意义
        1.3.2 研究内容
第2章 实验及方法
    2.1 实验试剂与设备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验设备
    2.2 催化剂表征方法
    2.3 催化剂性能评价方法
    2.4 产物分析方法
        2.4.1 甘油加氢产物的气相色谱分析条件
        2.4.2 产物的定性与定量分析
第3章 Mo/Ru/PW-C催化剂制备及催化甘油加氢反应研究
    3.1 前言
    3.2 Mo/Ru/PW-C催化剂的制备
        3.2.1 复合载体PW-C、Mo-C的制备
        3.2.2 不同沉积次序PW-C负载Ru、Mo双催化剂的制备
    3.3 催化剂表征结果
2物理吸附脱表征结果">        3.3.1 N₂物理吸附脱表征结果
        3.3.2 XRD表征结果
        3.3.3 吡啶红外表征结果
2-TPR表征结果">        3.3.4 H₂-TPR表征结果
3-TPD表征结果">        3.3.5 NH₃-TPD表征结果
        3.3.6 XPS表征结果
        3.3.7 TEM表征结果
    3.4 Mo/Ru/PW-C催化剂的反应性能评价和工艺条件优化
        3.4.1 钌基双金属催化剂载体、酸助剂及过渡金属助剂的筛选
        3.4.2 不同钌钼金属沉积方式及钼负载量的影响
        3.4.3 催化反应条件优化
        3.4.4 催化剂稳定性考察及失活研究
    3.5 Mo/Ru/PW-C催化剂催化甘油液相加氢反应机理
    3.6 本章小结
第4章 Ru-Mo/CNTs催化剂制备及催化甘油加氢反应研究
    4.1 前言
    4.2 Ru-Mo/CNTs催化剂的制备
    4.3 Ru-Mo/CNTs催化剂表征结果
2物理吸附脱附表征结果">        4.3.1 N₂物理吸附脱附表征结果
        4.3.2 吡啶红外表征结果
        4.3.3 XRD表征结果
2-TPR表征结果">        4.3.4 H₂-TPR表征结果
        4.3.5 XPS表征结果
        4.3.6 TEM表征结果
3-TPD表征结果">        4.3.7 NH₃-TPD表征结果
    4.4 Ru-Mo/CNTs催化剂性能评价及反应工艺条件优化
        4.4.1 不同 Ru-Mo/CNTs 催化体系催化性能考察
        4.4.2 磷钨酸的添加量对催化反应的影响
        4.4.3 不同Mo负载量对催化反应的影响
        4.4.4 不同金属沉积顺序对催化剂性能的影响
        4.4.5 催化反应条件优化
        4.4.6 催化剂稳定性考察及失活研究
    4.5 Ru-Mo/CNTs催化甘油液相加氢反应机理
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
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[2]Pt/Nb-WOx催化甘油选择氢解制1,3-丙二醇:Nb掺杂抑制WOx的过度还原（英文）[J]. 杨曼,赵晓晨,任煜京,王佳,雷念,王爱琴,张涛.  催化学报. 2018(06)
[3]助剂对铂-钨催化剂体系催化氢解甘油制1,3-丙二醇性能的影响（英文）[J]. 王佳,雷念,杨超军,苏杨,赵晓晨,王爱琴.  催化学报. 2016(09)
[4]甘油催化氢解制备丙二醇的研究现状[J]. 邱娅男.  山西化工. 2014(06)
[5]磷酸锆催化甘油气相脱水制备丙烯醛(英文)[J]. 干慧媚,赵秀阁,宋宝宁,郭立,张然,陈晨,陈吉忠,朱闻闻,侯震山.  催化学报. 2014(07)
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本文编号：3056570