论文摘要
加氢脱硫（HDS）过程是将含硫化合物进行催化加氢处理使之转化成相应的烃和H2S,从而降低原料中的硫含量,实现清洁能源。在燃油加氢脱硫技术的众多影响因素中,加氢脱硫催化剂是实现生产低硫燃料的廉价选择之一,催化剂的水平直接影响着加氢技术的先进性和经济性,其中,一个新的发展方向是将金催化剂用于加氢脱硫,目前已有Au-Pd、Au-Co体系双金属催化剂用于加氢脱硫反应的研究,但将Au与传统活性组分Ni、Mo相结合的Au-Ni、Au-Mo双金属催化剂用于加氢脱硫反应的研究尚未见报道。本文以氯金酸和金属盐溶液为前体,采用分步浸渍法制备了系列Au-M/SiO2 （M = Ni, Co, Mo）双金属催化剂,考察了常压下这些催化剂对噻吩加氢脱硫反应的活性,并应用N2吸附、X-光粉末衍射、程序升温还原、X-光电子能谱对催化剂的组成、结构进行了表征,研究了Au与M之间的协同作用、催化剂的活性中心等,取得如下结果:1. Au-Ni/SiO2双金属催化剂的噻吩HDS活性受活化方式影响较大,硫化态的Au-Ni/SiO2双金属催化剂具有较好的HDS活性。在实验范围内,硫化态Au-Ni/SiO2双金属催化剂的噻吩HDS活性随着Au负载量的增加不断提高;当Ni负载量较低时,催化活性亦随着Ni负载量的增加不断提高,在Ni负载量为5%时达到最高活性,当Ni负载量继续增大时,催化活性略微下降。硫化态Au-Ni/SiO2的催化活性和其硫化态催化剂的TPR表征间有较好关联,实验发现Au与硫阴离子是噻吩HDS反应的活性相,体相硫化镍的出现对活性提高不利。结合TPR和XPS表征,在Ni负载量不超过5%时,Au的存在促进了具有活性的硫阴离子的形成;而在Ni负载量较高时,Au的存在反而促进了体相硫化镍的形成,这是由于先负载Ni再负载Au的负载方式,造成Ni的流动性减弱引起的。在本实验的金负载量范围内,硫化态Au-Ni/SiO2双金属催化剂的催化活性明显高于单金属Au催化剂,在Ni负载量较低时,双金属催化剂的HDS活性较单金属Ni催化剂有较大提高,即Au-Ni双金属催化剂在Au、Ni负载量均较低时具有较好的协同作用,其协同作用主要体现在氢溢出效应。2.通过对Au-Ni/SiO2双金属催化剂硫化条件及反应条件的考察,发现最佳硫化条件为: 400℃下用CS2硫化2h;最佳反应条件为:反应温度400°C,液体空速1.83.6 h?1,氢气流速60ml/min。TPR结果显示,只有充分硫化的催化剂才具有较高的加氢脱硫反应活性。3.对不同的金属M,Au的加入促进了M的硫化,提高了单金属M/SiO2催化剂的催化活性;Au-Ni、Au-Co、Au-Mo三种不同活性组分的金基双金属催化剂,其噻吩加氢脱硫活性次序为:Au-Co/SiO2 > Au-Ni/SiO2 > Au-Mo/SiO2。表征结果显示其加氢脱硫活性与活性组分在载体上的分散度有关。对Au-Co/SiO2双金属催化剂,活性组分Au和Co在SiO2载体上均具有较高的分散度,所以加氢脱硫活性较高;对于Au-Mo/SiO2双金属催化剂,由于Mo在载体上的分散性能差,所以活性较低。
论文目录
摘要Abstract第一章 绪论1.1 纳米金催化剂1.1.1 负载型纳米金催化剂的性质1.1.2 负载型纳米金催化剂的制备1.1.3 负载型金催化剂的应用前景1.2 加氢脱硫1.2.1 燃料油脱硫简介1.2.2 汽柴油中含硫化合物的种类及其反应特点1.2.3 加氢脱硫催化剂1.2.3.1 传统的过渡金属硫化物催化体系1.2.3.2 过渡金属碳化物、氮化物催化剂1.2.3.3 过渡金属磷化物催化剂1.2.3.4 贵金属催化剂1.2.3.5 贵金属促进的过渡金属硫化物催化剂1.2.3.6 金基双金属催化剂1.3 本课题的意义参考文献2 双金属催化剂用于噻吩加氢脱硫反应的研究'>第二章 Au-Ni/SiO2双金属催化剂用于噻吩加氢脱硫反应的研究2.1 实验部分2.1.1 催化剂的制备2 催化剂的制备'>2.1.1.1 Ni/SiO2催化剂的制备2 及 Au-Ni/SiO2 催化剂的制备'>2.1.1.2 Au/SiO2 及 Au-Ni/SiO2催化剂的制备2.1.2 催化剂的预硫化处理2.1.3 催化剂的活性评价2.1.4 催化剂的表征2.1.4.1 比表面积及孔结构测定2.1.4.2 X射线衍射（XRD）2.1.4.3 程序升温还原（TPR）2.1.4.4 X光电子能谱（XPS）2.2 实验结果2和Au-Ni/SiO2 催化剂的比表面积和孔结构测催化剂的物化性质'>2.2.1 硫化态 Ni/SiO2和Au-Ni/SiO2催化剂的比表面积和孔结构测催化剂的物化性质2.2.2 XRD 图谱分析2 的 XRD 图'>2.2.2.1 硫化态 Ni/SiO2 的 XRD 图2的XRD 图'>2.2.2.2 硫化态Au-Ni/SiO2的XRD 图2的XRD 图'>2.2.2.2.1 不同Ni 负载量的硫化态Au-Ni/SiO2的XRD 图2的XRD 图'>2.2.2.2.2 不同Au 负载量的硫化态Au-Ni/SiO2的XRD 图2.2.3 TPR 图谱分析2催化剂的TPR'>2.2.3.1 焙烧后的Ni/SiO2催化剂的TPR2催化剂的TPR'>2.2.3.2 焙烧后的Au-Ni/SiO2催化剂的TPR2催化剂的TPR'>2.2.3.2.1 不同Ni 负载量的Au-Ni/SiO2催化剂的TPR2催化剂的TPR'>2.2.3.2.2 不同Au 负载量的Au-Ni/SiO2催化剂的TPR2.2.3.3 硫化态催化剂的TPR2.2.4 XPS分析2.2.5 催化剂的噻吩HDS活性2.2.5.1 单金属催化剂的HDS活性2催化剂的HDS 活性'>2.2.5.1.1 硫化态Ni/SiO2催化剂的HDS 活性2催化剂的HDS 活性'>2.2.5.1.2 Au/SiO2催化剂的HDS 活性2.2.5.2 双金属催化剂的HDS 活性2.2.5.2.1 不同活化方式对Au-Ni 双金属催化剂HDS 活性的影响2催化剂HDS 活性的影响'>2.2.5.2.2 Ni 负载量对硫化态Au-Ni/SiO2催化剂HDS 活性的影响2催化剂HDS 活性的影响'>2.2.5.2.3 Au 负载量对硫化态Au-Ni/SiO2催化剂HDS 活性的影响2.2.5.3 硫化态 Au-Ni 双金属催化剂协同作用的解释2.3 小结参考文献第三章 硫化条件及反应条件对 Au-Ni 双金属催化剂噻吩加氢脱硫反应的影响3.1 实验部分3.1.1 催化剂的制备3.1.2 催化剂的预硫化处理3.1.3 催化剂的活性评价3.2 实验结果3.2.1 硫化条件对催化活性的影响3.2.1.1 硫化温度对活性的影响3.2.1.2 硫化时间对活性的影响3.2.1.3 不同硫化条件的催化剂的比表面积及孔结构测定3.2.1.4 不同硫化条件的催化剂的 TPR3.2.2 反应条件对催化活性的影响3.2.2.1 反应温度对活性的影响3.2.2.2 反应空速对活性的影响3.2.2.3 氢气流速对活性的影响3.3 小结参考文献2 双金属催化剂噻吩加氢脱硫反应的研究'>第四章 Au-M/SiO2双金属催化剂噻吩加氢脱硫反应的研究4.1 实验部分4.1.1 催化剂的制备2 催化剂的制备'>4.1.1.1 MOx/SiO2催化剂的制备2 催化剂的制备'>4.1.1.2 Au-M/SiO2催化剂的制备4.1.2 催化剂的预硫化处理4.1.3 催化剂的活性评价4.1.4 催化剂的表征4.1.4.1 比表面积及孔结构测定4.1.4.2 X射线衍射（XRD）4.1.4.3 X光电子能谱（XPS）4.2 实验结果4.2.1 催化剂的噻吩HDS活性4.2.2 催化剂的表征4.2.2.1 比表面积和孔结构测定4.2.2.2 XRD 图谱分析4.2.2.3 XPS 分析4.3 小结第五章 结论致谢作者简历论文发表情况
相关论文文献
标签：氧化硅论文; 双金属催化剂论文; 噻吩论文; 加氢脱硫论文; 活性相论文;
