NiO-WO3/γ-Al2O3复合材料的原位制备及表征

论文摘要

柴油的低硫化日益受到人们的关注,加氢脱硫是生产低硫柴油的有效手段,开发具有良好分散性的加氢脱硫催化剂是实现这一过程的关键。γ-A12O3具有合适的酸性、机械强度及合理的孔径分布,是应用最广泛的加氢催化剂载体。水滑石前驱体经焙烧可以实现活性组分的高度分散度,具有良好的催化活性。本研究采用原位晶化的方法在γ-Al2O3载体上合成了LDHs（水滑石）,经过焙烧制备活性组分在γ-A12O3载体上高度分散的镍钨加氢脱硫复合材料。首先以尿素为沉淀剂,在γ-Al2O3的表面原位合成TAMA（对苯二甲酸）-Ni-Al-LDHs/γ-Al2O3,通过离子交换的方法将W引入水滑石层板之间得到了PW120403--Ni-Al-LDHs/γ-Al203复合材料,经过干燥、焙烧制备了NiO-WO3在γ-A12O3上高度分散的复合材料。基于对苯二甲酸根阴离子交换程度不高的特点,在焙烧水滑石方法的基础上,采用浸渍方法提高复合材料中WO3的含量。首先焙烧TAMA-Ni-Al-LDHs/γ-Al2O3得到NiO/γ-Al2O3复合材料,采用等体积浸渍方法调变WO3的含量,原料利用率约100%。复合材料平均孔径6.523nm,孔容0.408cm3/g,比表面积226.1m2/g,与γ-Al2O3相比,孔径和孔容降低,比表面积增大。鉴于硝酸根阴离子容易被离子交换的特性,采用氨水沉淀法在γ-Al2O3上原位合成了硝酸根阴离子插层的NO3-Ni-Al-LDHs,通过离子交换将磷钨酸根阴离子引入层间得到PW120403--Ni-Al-LDHs/γ-Al203复合材料,经过干燥焙烧得到NiO-WO3/γ-Al2O3复合材料。制备的复合材料W03含量大幅度提高且在一定范围内可调,其平均孔径为6.587nm,孔容0.373cm3/g,比表面积214.4m2/g。以上研究结果表明,氨水沉淀法原位合成的N03--Ni-Al-LDHs/γ-Al203复合材料,具有较高的比表面积,水滑石微晶原位生长于载体的表面及孔道内。经过焙烧制得的NiO-WO3/γ-Al2O3复合材料,其活性组分含量高且在一定范围内可调,为柴油加氢催化剂的制备开辟了一条全新的技术路线。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• CONTENTS
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 理想的柴油加氢脱硫催化剂
• 1.1.1 活性组分
• 1.1.2 载体
• 1.1.3 加氢脱硫催化剂的制备方法
• 1.2 催化剂进展
• 1.2.1 氧化铝负载型催化剂
• 1.2.2 多孔碳材料催化剂
• 1.2.3 复合载体催化剂
• 1.2.4 贵金属催化剂
• 1.2.5 催化剂的性能调变
• 1.2.6 非负载型催化剂
• 1.3 水滑石
• 1.3.1 氧化铝负载的水滑石
• 1.3.2 水滑石的催化应用
• 1.4 本课题的研究思路
• 2O₃制备NiO-WO₃/γ-Al₂O₃复合材料'>第二章 由TAMA-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃制备NiO-WO₃/γ-Al₂O₃复合材料
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验方法
• 2.1.4 仪器测试
• 2.2 材料的表征
• 2O₃的晶体结构表征'>2.2.1 TAMA-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃的晶体结构表征
• 2O₃的结构表征'>2.2.2 TAMA-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃的结构表征
• 2O₃的形貌表征'>2.2.3 TAMA-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃的形貌表征
• 12O₄₀-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃的制备及表征'>2.3 PW₁₂O₄₀-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃的制备及表征
• 12O₄₀-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃的XRD表征'>2.3.1 PW₁₂O₄₀-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃的XRD表征
• 12O₄₀-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃的FT-IR表征'>2.3.2 PW₁₂O₄₀-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃的FT-IR表征
• 2.3.3 SEM表征
• 2.3.4 合成化学
• 3/γ-Al₂O₃复合材料的表征'>2.4 NiO-WO₃/γ-Al₂O₃复合材料的表征
• 2.4.1 复合材料的晶体结构表征
• 2.4.2 复合材料的含量分析
• 2.4.3 复合材料的形貌表征
• 2.5 本章小结
• 3/γ-Al₂O₃复合材料'>第三章 等体积浸渍法制备NiO-WO₃/γ-Al₂O₃复合材料
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.4 仪器测试
• 3.2 表征与结论分析
• 12O₄₀-NiAl/γ-Al₂O₃的红外表征'>3.2.1 PW₁₂O₄₀-NiAl/γ-Al₂O₃的红外表征
• 3.2.2 复合材料的晶体结构表征
• 3.2.3 复合材料的形貌表征
• 3.2.4 复合材料的含量分析
• 3.2.5 复合材料的孔结构表征
• 3.2.6 复合材料的结合态分析
• 3.3 本章小结
• 3-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃制备NiO-WO₃/γ-Al₂O₃复合材料'>第四章 由NO₃-NiAl-LDHs/γ-Al₂O₃制备NiO-WO₃/γ-Al₂O₃复合材料
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 实验方法
• 4.2 材料的表征
• 4.2.1 晶体结构表征
• 4.2.2 FT-TR表征
• 4.2.3 SEM 表征
• 4.3 合成化学
• 4.3.1 硝酸铵的用量影响
• 4.3.2 硝酸镍用量的影响
• 4.3.3 pH值的影响
• 4.3.4 搅拌时间的影响
• 4.3.5 晶化温度的影响
• 4.3.6 晶化时间的影响
• 12O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃'>4.4 离子交换法制备PW₁₂O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃
• 12O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃的晶体结构表征'>4.4.1 PW₁₂O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃的晶体结构表征
• 12O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃的结构表征'>4.4.2 PW₁₂O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃的结构表征
• 12O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃的形貌表征'>4.4.3 PW₁₂O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃的形貌表征
• 12O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃的合成化学'>4.5 PW₁₂O₄₀^3--Ni-Al-LDHs/γ-Al₂O₃的合成化学
• 4.5.1 温度的影响
• 4.5.2 pH值的影响
• 4.5.3 磷钨酸钠用量的影响
• 4.5.4 离子交换时间的影响
• 4.5.5 碳酸根插层水滑石的离子交换
• 3/γ-Al₂O₃复合材料的制备和表征'>4.6 NiO-WO₃/γ-Al₂O₃复合材料的制备和表征
• 4.6.1 复合材料的晶体结构表征
• 4.6.2 复合材料的含量分析
• 4.6.3 复合材料的形貌表征
• 4.6.4 复合材料的结合态分析
• 4.6.5 复合材料的孔结构表征
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 研究成果
• 作者和导师简介
• 附件