固体强酸WO3-ZrO2上的正庚烷异构化应用研究

论文题目: 固体强酸WO3-ZrO2上的正庚烷异构化应用研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 工业催化

作者: 徐平

导师: 田志坚

关键词: 固体超强酸,超临界干燥,异构化

文献来源: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: WO3/ZrO2类固体超强酸具有较强的酸性、较好的热稳定性、环境友好性以及良好的催化性能,因此,其在石油化工行业中具有诱人的应用前景。近几年,这类固体超强酸的开发与应用研究成为了固体酸催化剂的研究热点。本论文主要研究了WO3/ZrO2固体超强酸的制备及其在正庚烷异构化反应中的应用。研究中通过共沉淀方法制备了WO3/ZrO2固体酸载体,然后采用浸渍法制备了Pd/WO3-ZrO2,Ni/WO3-ZrO2 催化剂。主要考察了W 含量、焙烧温度、浸渍金属含量和干燥方式对催化剂晶相、比表面积、酸性的影响,以及催化正庚烷异构化反应的性能。研究表明,普通干燥样品,当W 含量在13.2～15.8wt%之间,经500 800℃焙烧,ZrO2主要以有利于形成超强酸结构的四方晶相存在,WO3在ZrO2上接近单层分散。在正庚烷异构化反应中,W 含量为15.8wt%、酸载体焙烧温度为800℃的0.5 wt%Pd/WO3-ZrO2 催化剂的反应活性最佳。在n（H2）/n（C7）= 28,WHSV= 0.75 h-1,T=230℃的反应条件下,正庚烷转化率和异构化选择性分别可达到70.4%和93.1%。与0.5wt%Pd/WO3-ZrO2催化剂相比,10%Ni/WO3-ZrO2催化剂也具有较好的正庚烷转化率,但异构化选择性偏低。与普通干燥方式不同,经过超临界干燥的WO3-ZrO2样品不需焙烧,直接得到ZrO2四方晶相,形成超强酸结构。超临界干燥制备的WO3-ZrO2酸载体,具有比表面积大,颗粒均匀细小,WO3分散度高、酸量大的特性。在正庚烷异构化反应中,使用超临界干燥载体的0.5%Pd/WO3-ZrO2催化剂的反应选择性明显高于常规干燥载体所制备的催化剂。

论文目录:

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 固体超强酸的研究进展

1.2.1 定义

1.2.2 固体超强酸分类

1.2.3 酸强度的测定

1.3 硫酸根促进氧化物SO_4~(2-)/M_xO_y 型固体超强酸

1.4 WO_3/ZrO_2 型固体超强酸

1.4.1 WO_3/ZrO_2 固体超强酸的制备方法

1.4.2 WO_3/ZrO_2 制备因素对催化活性的影响

1.4.3 固体超强酸的改性

1.4.4 WO_3/ZrO_2 固体超强酸的应用

1.5 表面结构和酸性

1.6 烷烃异构化反应机理

1.7 论文的研究思路和论文结构

参考文献

第二章 实验部分

2.1 实验原料

2.2 WO_3/ZrO_2 催化剂的制备

2.3 超临界干燥法制备WO_3/ZrrO_2 催化剂

2.4 Pd/WZ,Pd/SCDWZ催化剂的制备

2.5 Ni/WZ催化剂的制备

2.6 催化剂正庚烷异构化反应活性评价

2.7 反应流程

2.8 催化剂的表征测定

2.8.1 X 射线衍射(XRD)谱测定

2.8.2 BET比表面积测定

2.8.3 程序升温脱附实验(NH_3-TPD)

2.8.4 程序升温还原实验(H_2-TPR)

2.8.5 热重-差热分析( TG-DTA )

2.8.6 金属分散度测定

2.8.7 X 射线荧光分析(XRF)

2.8.8 透射电子显微镜(TEM)

参考文献

第三章 Pd/WO_3-ZrO_2 催化剂的设计及在正庚烷异构化反应中的应用

3.1 引言

3.2 制备因素对Pd/WO_3-ZrO_2 催化剂的结构及异构化反应性能的影响

3.2.1 不同W 含量对催化剂结构及表面W 分散状况的影响

3.2.2 W含量对催化剂酸性的影响

3.2.3 不同W 含量下的催化活性对比

3.2.4 载体WO_3-ZrO_2 焙烧温度对比表面积和金属分散度的影响

3.2.5 不同的焙烧温度对催化剂晶相结构的影响

3.2.6 载体WO_3-ZrO_2 焙烧温度对催化活性的影响

3.2.7 Pd 担载量对催化剂性能的影响

3.3 不同反应条件下异构化反应的结果

3.3.1 不同空速条件下的影响

3.3.2 不同的氢油比的影响

3.3.3 不同的反应压力下催化剂的正庚烷异构化反应活性

3.4 Pd/WO_3-ZrO_2 催化剂与其它催化剂的对比

3.4.1 与Pd/ZSM-5 对比

3.4.2 与Pd/SAPO-11 对比

小结

参考文献

第四章 担载非贵金属Ni的WO_3-ZrO_2 催化剂与异构化反应应用

4.1 引言

4.2 Ni对WO_3-ZrO_2 催化剂的结构的影响

4.2.1 Ni对WO_3-ZrO_2 催化剂比表面积的影响

4.2.2 Ni对WO_3-ZrO_2 催化剂晶相的影响

4.2.3 NH3-TPD分析

4.2.4 程序升温还原(H2-TPR)分析

4.3 催化剂正庚烷异构化反应评价

小结

参考文献

第五章 超临界干燥法制备WO_3-ZrO_2 催化剂及其在正庚烷异构化反应中的应用

5.1 引言

5.2 超临界干燥法制备WO_3-ZrO_2 催化剂

5.2.1 超临界干燥对WO_3-ZrO_2 比表面积的影响

5.2.2 超临界干燥对WO_3-ZrO_2 颗粒大小的影响

5.2.3 超临界干燥对WO_3-ZrO_2 晶相结构的影响

5.2.4 TG-DTA 分析结果

5.2.5 NH_3-TPD结果

5.3 催化剂的性能评价

小结

参考文献

第六章 结论

作者简介及发表文章目录

致谢

发布时间: 2005-10-15

参考文献

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