甘油氫解制備二元醇和甘油水蒸氣重整制氫催化劑的研究.pdf

1、甘油氫解制備二甘油氫解制備二元醇和甘油甘油水蒸氣水蒸氣重整制重整制氫催化劑催化劑的研究研究StudyonCatalystsfHydrogenolysisofGlycerolintoDiolsSteamRefmingofGlyceroltoPrepareHydrogen學科專業(yè)：研究生：工業(yè)催化指導(dǎo)教師：黃金花陳吉祥副教授天津大學化工學院二零一二年六月摘要摘要甘油氫解制備二元醇和甘油水蒸氣重整制氫是甘油轉(zhuǎn)化利用的兩條有效途徑。本文首先研究

2、了Ni2PSiO2和NiSiO2催化劑的甘油氫解反應(yīng)性能，分析了影響催化劑活性及產(chǎn)物選擇性的因素。然后，還研究了稀土金屬氧化物助劑（CeO2、La2O3、Y2O3、Pr6O11）對NiγAl2O3催化劑結(jié)構(gòu)和甘油水蒸氣重整制氫反應(yīng)性能的影響。采用浸漬、程序升溫還原法制備了Ni2PSiO2、NiSiO2及改性NiγAl2O3催化劑，利用N2吸附脫附、H2TPR、XRD、XRF、H2TPD、CO及H2化學吸附、NH3TPD及TGA等手段對催

3、化劑的結(jié)構(gòu)性質(zhì)進行了表征。采用固定床反應(yīng)器考察了催化劑甘油氫解和甘油水蒸氣重整制氫反應(yīng)性能。結(jié)果表明，Ni2PSiO2的甘油氫解活性高于NiSiO2，這與Ni2PSiO2表面酸中心與金屬中心之間的協(xié)同作用有關(guān)。Ni2PSiO2上主要產(chǎn)物為12丙二醇和1丙醇，而NiSiO2上主要產(chǎn)物為12丙二醇、乙二醇和乙醇。提高溫度和壓力并沒有促進Ni2PSiO2上乙醇和乙二醇的形成，但促進了12丙二醇進一步氫解轉(zhuǎn)化為1丙醇。與NiSiO2相比，Ni2

4、PSiO2具有較強的C–O鍵斷裂活性及較弱的C–C鍵斷裂活性。此外，隨著甘油濃度、H2甘油摩爾比的增加及WHSV的減小，Ni2PSiO2催化劑上12丙二醇進一步氫解轉(zhuǎn)化為1丙醇。通過分析認為，Ni2PSiO2較強的C–O鍵斷裂活性與其較多的酸中心有關(guān)，而其較弱的C–C鍵斷裂活性可能與其電子及幾何結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)。在甘油水蒸氣重整制氫反應(yīng)中，稀土金屬氧化物助劑改性不僅提高了NiγAl2O3催化劑的活性及H2產(chǎn)量，還明顯抑制了催化劑積炭，從而提