抗团聚纳米过渡金属硫化物的制备、表征及应用研究

论文摘要

催化加氢精制是降低石油产品中硫、氮及芳烃含量的有效方法。随着世界环保法规越来越严格,石油产品需要深度加氢脱硫、脱氮和降芳,因而迫切需要开发新型、高效油品加氢精制催化剂。纳米过渡金属硫化物的组成、结构特殊,具有纳米粒子一系列尺寸相关效应（如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应）和优异润滑、催化加氢性能等。但因其表面能高不稳定等不足限制了其应用范围。本研究在前期超分散MoS2纳米材料的制备、负载及应用等方面相关研究基础上,改进了纳米过渡金属硫化物制备技术,考察了其作为分散型、负载型加氢催化剂的活性,为新型纳米加氢催化剂的开发奠定了理论与实践基础。经系统深入实验,开发了一种超分散纳米过渡金属硫化物通用、便捷合成技术,即“胶体化学复合有机溶剂热”技术。该技术具有原料来源广,操作简便,产品质量高等特点。利用该技术制备了超分散Co-Mo、Ni-Mo纳米复合硫化物。初步研究表明该法也可用于合成水溶性纳米过渡金属硫化物（如Co、Mo硫化物）。以所制油溶性纳米晶为前驱物,采用一步浸渍法制备了活性炭（AC）负载过渡金属硫化物纳米加氢催化剂。以萘为模型化合物,对比传统催化剂,考察了所制分散型及活性炭负载型过渡金属硫化物纳米加氢催化剂活性。结果表明活性炭负载复合过渡金属硫化物纳米加氢催化剂的活性最高。以萘加氢为模型反应得到了NiMoS/AC纳米加氢催化剂最优原子比为:Ni/（Ni+Mo）=0.2或0.65;CoMoS/AC纳米加氢催化剂最优原子比为:Co/（Co+Mo）=0.2或0.5。催化剂构效关系研究结果表明该催化剂活性与其组成、粒度、形状、分散性等有关;其活性与粒度并非呈递变关系。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 本课题主要研究任务和策略
• 1.2.1 主要研究任务
• 1.2.2 主要研究策略
• 第2章 国内外研究现状与进展
• 2.1 引言
• 2.2 加氢催化剂
• 2.2.1 油品加氢催化剂
• 2.2.2 加氢催化剂活化
• 2.2.3 助剂
• 2.2.4 载体
• 2.3 过渡金属硫化物纳米加氢催化剂
• 2.3.1 纳米材料合成方法概述
• 2的合成'>2.3.2 纳米MoS₂的合成
• 2.3.3 Fe、Co、Ni纳米硫化物的合成
• 2.4 团聚
• 2.4.1 团聚抑制
• 2.4.2 表面修饰
• 第3章 纳米过渡金属硫化物的合成
• 3.1 合成方法
• 3.2 合成条件优化
• 3.3 小结
• 2的合成、表征及应用研究'>第4章 纳米MoS₂的合成、表征及应用研究
• 2的合成'>4.1 纳米MoS₂的合成
• 4.2 产物表征
• 4.2.1 XRD分析
• 4.2.2 电镜分析
• 4.2.3 XPS分析
• 4.2.4 IR分析
• 4.2.5 UV-Vis分析
• 4.2.6 TG分析
• 4.2.7 分子量测定
• 4.2.8 结构推断
• 4.3 产物催化活性表征
• 4.3.1 加氢实验
• 4.3.2 加氢产物气相色谱分析
• 4.4 加氢机理研究
• 4.4.1 催化机理研究
• 4.4.2 催化剂粒度与活性关系
• 4.5 小结
• 第5章 纳米CoS的合成及表征
• 5.1 纳米CoS的合成
• 5.2 产物表征
• 5.2.1 溶解实验
• 5.2.2 XRD分析
• 5.2.3 电镜分析
• 5.2.4 XPS分析
• 5.2.5 IR分析
• 5.2.6 UV-Vis分析
• 5.2.7 TG-DTA分析
• 5.3 小结与讨论
• 5.3.1 小结
• 5.3.2 讨论
• 第6章 Co-Mo纳米复合硫化物的合成及表征
• 6.1 材料合成
• 6.2 产物表征
• 6.2.1 溶解实验
• 6.2.2 XRD表征
• 6.2.3 电镜分析
• 6.2.4 IR分析
• 6.2.5 UV-Vis分析
• 6.2.6 TG分析
• 6.3 产物催化活性表征
• 6.3.1 活性表征
• 6.3.2 复合催化剂最优原子比
• 6.4 小结与讨论
• 6.4.1 小结
• 6.4.2 讨论
• 第7章 Ni-Mo纳米复合硫化物的合成及表征
• 7.1 材料合成
• 7.2 产物表征
• 7.2.1 溶解实验
• 7.2.2 XRD表征
• 7.2.3 电镜分析
• 7.2.4 IR分析
• 7.2.5 UV-Vis分析
• 7.3 产物催化活性表征
• 7.3.1 活性表征
• 7.3.2 复合催化剂最优原子比
• 7.4 小结
• 第8章 产物加氢性能综合分析
• 8.1 加氢实验
• 8.2 加氢产物气相色谱分析
• 8.3 小结
• 第9章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果