碳纳米纤维负载Pd-Pt催化剂用于萘加氢反应

论文题目: 碳纳米纤维负载Pd-Pt催化剂用于萘加氢反应

论文类型: 博士论文

论文专业: 工业催化

作者: 唐天地

导师: 李永丹

关键词: 碳纳米纤维,氧化处理,织构性质,表面性质,含氧基团,负载催化剂,萘加氢反应,抗硫性

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 催化裂解含碳气体生长的碳纳米纤维,其石墨结构受到生长催化剂的组成、制备方法以及生长条件的影响。本文以共沉淀法制备Ni-Cu/Al2O3、Co/Al2O3和以溶胶-凝胶-超临界干燥法制备Co/Al2O3（SG）催化剂,通过甲烷裂解制备了不同石墨结构的碳纳米纤维。在Ni-Cu/Al2O3和Co/Al2O3（SG）催化剂上生长的碳纳米纤维的碳层排布为鱼骨状,而在Co/Al2O3上生长的碳纳米纤维碳层排布呈平行状。对于以上生长的碳纳米纤维,利用高分辨电镜和红外光谱进行了研究。结果表明:碳纳米纤维的表面呈不十分规则的石墨结构,在Ni-Cu/Al2O3催化剂上生长的碳纳米纤维表面,局部区域呈暴露的石墨边缘,而其它两种催化剂上生长的碳纳米纤维表面则未观测到这种结构。三种碳纳米纤维表面均有大量的缺陷,在缺陷处不仅存在CH基团,而且由于甲烷和生长催化剂中存在氧,使得在碳纳米纤维的生长过程中形成微量含氧基团。用浓硫酸和浓硝酸的混合液,在有聚四氟衬里的高压釜中实现了对碳纳米纤维的可控氧化处理。采用TEM、XRD、N2物理吸附、红外光谱和离子交换等手段研究了氧化处理对碳纳米纤维的织构性质和表面性质的影响。结果表明,在较高处理温度下造成碳纳米纤维均匀截断,使碳纳米纤维的织构性质发生了改变。对于在Ni-Cu/Al2O3催化剂上生长的碳纳米纤维,比表面、孔容和平均孔径均明显减小;而在另两种催化剂上生长的碳纳米纤维,比表面和孔容明显增加,但平均孔径没有发生变化。经过氧化处理的碳纳米纤维,表面引入了大量的含氧基团,如羧基、羧基酐、酚羟基、醌或酮类等。随着处理温度的提高,碳纳米纤维表面引入的含氧基团浓度也增大。不同石墨结构的碳纳米纤维表面对氧化剂的敏感性存在明显的差异,其中鱼骨类碳纳米纤维表面对氧化剂的敏感性明显高于平行类。新鲜的碳纳米纤维是疏水性的,经过氧化处理后变为亲水性,并且通过改变处理条件可以实现碳纳米纤维不同程度的亲水性。采用等体积浸渍法制备了碳纳米纤维负载的Pd、Pt和Pd-Pt双金属催化剂用于萘加氢活性和抗硫性研究。通过高分辨电镜、H2脉冲化学吸附、TPR等表征手段对负载催化剂进行了表征。结果表明:碳纳米纤维表面引入的含氧基团的数量和性质强烈影响金属颗粒的分散度。随着处理温度的升高,引入的含氧基团浓度越高,金属颗粒在载体表面的分散就越好。碳纳米纤维负载的单金属Pd、Pt催化剂的萘加氢反应活性非常低,而负载的Pd-Pt双金属催化剂活性明显提高。碳纳米纤维负载Pd-Pt催化剂的活性随着载体处理温度的升高而提高。碳纳米纤维负载的Pd-Pt催化剂在萘加氢反应中显示较高的耐硫性,并且以平行类碳纳米

论文目录:

第一章 绪论

1.1 馏分油的芳烃加氢饱和

1.2 中间馏分油的加氢工艺

1.3 芳烃加氢催化剂

1.3.1 金属硫化物催化剂

1.3.2 氧化物负载的贵金属催化剂

1.3.3 分子筛负载的贵金属催化剂

1.4 贵金属催化剂的耐硫机理

1.5 碳纳米管和碳纳米纤维的石墨结构

1.5.1 碳纳米管的石墨结构

1.5.2 CNF 的石墨结构

1.6 CNTF 的物理性质

1.6.1 电性质

1.6.2 吸附性质

1.6.3 力学性质

1.6.4 热性质

1.7 碳纳米管和碳纳米纤维在催化的应用

1.7.1 CNTF 作载体的优越性

1.7.2 CNTF 的表面改性

1.7.3 CNTF 负载均相金属络合物催化剂的研究进展

1.7.4 CNTF 负载金属催化剂的研究进展

1.7.5 CNTF 负载金属作电极的催化作用

1.8 本文的研究内容和创新点

1.8.1 本文的研究内容

1.8.2 本课题的创新点

第二章 碳纳米纤维的石墨结构和表面性质

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 CNF 生长催化剂的制备

2.2.2 CNF 的生长

2.2.3 CNF 的表征

2.3 实验结果

2.3.1 HRTEM 和XRD

2.3.2 DRIFT 光谱

2.3.3 透射红外光谱

2.3.4 热重分析

2.4 分析讨论

2.4.1 CNF 的石墨结构

2.4.2 CNF 的表面结构和性质

2.4.3 CNF 的热重分析

2.5 结论

第三章 氧化处理对碳纳米纤维织构性质和表面性质的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 CNF 的制备

3.2.2 CNF 的氧化处理

3.2.3 CNF 的表征

3.3 实验结果

3.3.1 TEM和XRD

3.3.2 N_2 物理吸附

3.3.3 CNF 的红外光谱

3.3.4 CNF 的亲水性

3.3.5 CNF 的热重分析

3.4 分析讨论

3.4.1 CNF 的石墨结构

3.4.2 CNF 的织构性质

3.4.3 CNF 的表面性质

3.4.4 亲水性

3.4.5 热重分析

3.5 结论

第四章 氧化处理对碳纳米纤维负载 Pd-Pt 催化剂的萘加氢性能影响

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 载体材料及其预处理

4.2.2 离子交换

4.2.3 CNF 负载催化剂的制备

4.2.4 催化剂的表征

4.2.5 催化剂的活性测试

4.3 实验结果

4.3.1 离子交换

4.3.2 催化剂的HRTEM

4.3.3 催化剂的H2化学吸附

4.3.4 催化剂的程序升温还原

4.3.5 催化剂的萘加氢活性

4.4 分析讨论

4.4.1 离子交换

4.4.2 Pd-Pt 在CNF 表面的分散

4.4.3 催化剂的还原特性

4.4.4 催化剂的萘加氢活性

4.5 结论

第五章 不同形态的碳纳米纤维负载 Pd-Pt 催化剂的萘加氢活性和抗硫性研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.2.1 载体材料及其预处理

5.2.2 离子交换

5.2.3 CNF 负载催化剂的制备

5.2.4 CNF 负载催化剂的表征

5.2.5 活性测试

5.3 实验结果

5.3.1 离子交换

5.3.2 催化剂的H_2 化学吸附

5.3.3 催化剂的程序升温还原

5.3.4 催化剂的活性

5.4 分析讨论

5.4.1 离子交换

5.4.2 Pd-Pt 在CNF 表面的分散

5.4.3 催化剂的还原特性

5.4.4 催化剂的萘加氢活性

5.4.5 催化剂的耐硫性初探

5.5 结论

第六章 总结

参考文献

发表论文情况

致谢

发布时间: 2006-05-24

参考文献

• [1].过渡金属催化剂的制备及二氧化碳催化加氢性能研究[D]. 赵志伟.中国科学技术大学2018
• [2].钼基催化剂上的甲烷无氧芳构化反应[D]. 吴鹏.吉林大学2005
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• [4].甲烷脱氢芳构化Mo基催化剂催化性能的研究[D]. 宋一兵.华南理工大学2002
• [5].分子筛—氧化铝负载钼和钨催化剂上乙烯和丁烯歧化制丙烯[D]. 黄声骏.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）2006
• [6].丙烷与苯烷基化反应及其催化剂的研究[D]. 黄学庆.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）2007
• [7].CO低温氧化负载型纳米金催化剂的制备及催化性能研究[D]. 邹旭华.北京化工大学2006
• [8].氧化铈基催化剂上CO氧化和NO还原反应机理的理论研究[D]. 刘冰.中国石油大学(北京)2016

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