正已烷异构化Pt-SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂的研究

论文摘要

SO42-/ZrO2,具有超强酸性、热稳定性和高的低温催化活性等优点,在固体酸催化领域,尤其是在正构烷烃异构化方面引起了广泛的关注。本文考察了不同助剂改性的硫化样品焙烧温度对催化剂异构活性的影响。对硫化剂的引入过程对助剂改性前后的PSZ类催化剂异构化活性影响也做了研究。探讨了催化剂还原及吸水程度对其异构化活性的影响规律。研究结果表明：样品的焙烧温度对异构化活性影响不同,PSZ适宜的焙烧温度为650℃,PSZA、PSZAY催化剂适宜的焙烧温度为650℃-700℃。助剂A1的引入未显著提高PSZ催化剂的初始活性,但提高了该催化剂的反应稳定性,A1、Y的同时加入并没有改善催化剂的异构化活性。催化剂预还原异构化活性无明显变化,仅缩短了反应的诱导期。与等量浸渍法硫化相比,传统的过量硫酸浸渍—过滤法制备的PSZ与PSZA催化剂具有更高的异构化活性；不同硫化过程对PSZAY催化剂异构化活性影响不大,催化剂上的硫含量不能决定其异构化性能。采用传统的过量硫酸浸渍制PSZ、PSZA及PSZAY催化剂时,焙烧S前水洗与成品催化剂水洗均降低了其正己烷异构化活性；而样品焙烧S后经水洗制备的PSZ、PSZA与PSZAY与未经水洗的催化剂上的正己烷转化率相近,都高达80%左右。催化剂上吸附水的量大大影响了其异构化催化活性,过度脱水或过度吸水的均导致PSZ及PSZA催化剂异构化活性的大幅度降低,而中度吸水的催化剂具有较高的催化活性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景、目的及意义
• 1.2 烷烃异构化机理
• 4^2-/ZrO₂烷烃异构化催化剂'>1.3 SO₄^2-/ZrO₂烷烃异构化催化剂
• 1.3.1 SZ酸性结构
• 1.3.2 SZ的制备
• 1.3.3 SZ类催化剂酸性研究
• 1.3.4 SZ类催化剂的失活
• 1.3.5 SZ类催化剂的改性
• 1.4 本课题研究的目前及主要内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验材料及仪器
• 2.2 催化剂制备过程
• 2.2.1 母体水合氧化锆的制备
• 2.2.2 助剂Al的引入
• 2.2.3 SZ/SZA的制备
• 2.2.4 其它助剂的引入
• 2.3 催化剂性能评价
• 2.3.1 反应装置流程
• 2.3.2 催化剂的活性评价
• 2.4 催化剂性能表征
• 2.4.1 晶相结构的测定
• 2.4.2 热重（TG）分析
• 2.4.3 程序升温还原（TPR）
• 3-程序升温脱附（NH₃-TPD）'>2.4.4 NH₃-程序升温脱附（NH₃-TPD）
• 2.4.5 比表面积及孔结构（BET）测定
• 第3章 制备工艺条件对PSZ型催化剂异构化性能的影响
• 3.1 焙烧温度对催化剂物化性质的影响
• 3.1.1 助剂改性的样品焙烧温度对晶相结构的影响
• 3.1.2 焙烧温度对PSZA类催化剂组织结构的影响
• 3.1.3 助剂改性样品焙烧温度对正已烷异构化反应活性的影响
• 3.2 助剂改性对PSZ催化剂物化性质的影响
• 3.2.1 助剂的加入对PSZ催化剂晶相结构的影响
• 3.2.2 助剂的引入对PSZ类催化剂的组织结构影响
• 3.2.3 助剂的添加对PSZ类催化剂上S含量的影响
• 3.2.4 助剂的加入对PSZ类催化剂的酸性影响
• 3.2.5 助剂的引入对PSZ类催化剂氢气氛围的还原性质影响
• 3.2.6 助剂的添加对PSZ类催化剂正已烷异构化活性影响
• 3.2.7 助剂的引入对PSZ类催化剂物化性能影响讨论
• 3.3 还原条件对PSZA异构化反应性能的影响
• 3.4 本章小结
• 4^2-/ZrO₂类催化剂异构化活性的影响'>第4章 制备过程对Pt-SO₄^2-/ZrO₂类催化剂异构化活性的影响
• 4.1 硫化剂用量对PSZ、PSZA、PSZAY催化剂的物化性质和异构化性能的影响
• 4.1.1 硫化剂用量对PSZ、PSZA、PSZAY催化剂S含量的影响
• 4.1.2 硫化剂用量对PSZ、PSZA、PSZAY催化剂晶相结构的影响
• 4.1.3 硫化剂用量对PSZ催化剂组织结构的影响
• 4.1.4 硫化剂用量对PSZ、PSZA、PSZAY各催化剂酸性的影响
• 4.1.5 硫化剂用量对PSZ、PSZA、PSZAY催化剂氢气氛围的还原性质影响
• 4.1.6 硫化剂用量对PSZ、PSZA、PSZAY催化剂的异构化催化活性的影响
• 4.1.7 硫化剂用量对各催化剂物化性能影响的讨论
• 4.2 不同阶段水洗脱硫制备PSZ类催化剂对异构化性能的影响
• 4.2.1 不同阶段水洗脱硫对各催化剂S含量的影响
• 4.2.2 经不同阶段水洗脱硫后各催化剂的晶相结构图
• 4.2.3 不同阶段水洗脱硫对PSZA催化剂组织结构的影响
• 4.2.4 不同阶段水洗脱硫对各催化剂的酸性影响
• 4.2.5 不同阶段水洗脱硫对各催化剂在氢气氛围中的还原性质影响
• 4.2.6 不同阶段水洗脱硫对各催化剂正已烷催化活性的影响
• 4.2.7 不同阶段水洗对各催化剂性能的影响讨论
• 4.3 本章小结
• 第5章 催化剂上的吸附水对其物化性能的影响
• 5.1 不同含水量催化剂的TG表征
• 5.2 不同含水量的催化剂晶相结构
• 5.3 水对各催化剂酸性的影响
• 5.4 催化剂上的含水量对其正已烷异构化活性影响
• 5.5 不同含水量对催化剂物化性能影响讨论
• 5.6 不同含水量对各类催化剂物化性能影响小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢