Ni-W-P-B非晶態(tài)催化劑和MoS2催化劑的制備及其加氫脫氧性能研究.pdf

1、隨著化石燃料的枯竭以及化石燃料在使用過(guò)程中造成的嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題，現(xiàn)今引起了廣泛的關(guān)注，尋求和探索可持續(xù)和可再生的已經(jīng)成為能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。從木質(zhì)纖維素里通過(guò)高溫裂解得到的生物油被認(rèn)為是理想的石油燃料替代物，因?yàn)槠湓谌紵^(guò)程中具有不排放含硫氧化物。然而生物油由于其含氧量高，從而導(dǎo)致其具有燃燒熱值低，化學(xué)穩(wěn)定性差，與其他化石燃料不混溶性等缺點(diǎn)，這些都不利于生物油作為常規(guī)燃料的直接使用,因此必須對(duì)其進(jìn)行脫氧精制。催化加氫脫氧作為一種非常有效的

2、生物油精制技術(shù)已經(jīng)引起了廣大研究者的關(guān)注。一般來(lái)講，酚類(lèi)化合物的加氫脫氧反應(yīng)路徑包括直接脫氧和加氫-脫氧，其中直接脫氧需要的反應(yīng)溫度較高，加氫-脫氧路徑可以顯著降低反應(yīng)溫度，其關(guān)鍵是制備出高加氫活性的催化劑。
　　非晶態(tài)催化具有長(zhǎng)程無(wú)序、短程有序的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，在加氫反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)良催化活性。本文前半部分采用化學(xué)還原法制備非晶態(tài)Ni-W-P-B催化劑，主要研究不同Ni/W摩爾比對(duì)Ni-W-P-B非晶態(tài)催化劑結(jié)構(gòu)及催化活性的影響。結(jié)果顯

3、示，當(dāng)在制備N(xiāo)i-W-P-B非晶態(tài)催化劑時(shí)加入氨水時(shí)，混合液中Ni2+的濃度降低，由于Ni2+和NH3·H2O反應(yīng)形成一種復(fù)雜的物質(zhì)從而使Ni2+和BH4-反應(yīng)被抑制，促進(jìn)了Ni2+轉(zhuǎn)化為Ni0的反應(yīng)，從而使得催化劑表面產(chǎn)生大量的Ni0，這是催化劑表現(xiàn)出高活性的重要原因之一。當(dāng)Ni-W比為1時(shí)催化劑表現(xiàn)出最優(yōu)的催化效果，498K溫度和4MPa的氫氣壓力條件下對(duì)甲酚加氫脫氧反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率高達(dá)100％，脫氧率也達(dá)到100%。另外，在同樣的反應(yīng)

4、條件下，Ni-W-P-B非晶態(tài)催化劑還具有脫氫活性。
　　本文后半部分的研究是以商品MoS2為原料，采用正丁基鋰嵌入層化法制備出了比表面積明顯增大的MoS2催化劑。采用加入陽(yáng)離子表面活性十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）的改進(jìn)層化法，能夠制備出堆疊層數(shù)較少的MoS2催化劑，而陰離子表面活性劑的加入不能促進(jìn)層化效果。層化MoS2催化劑中具有兩個(gè)催化作用的活性位，即“側(cè)邊”位（Edge）和“棱邊”位（Rim），加氫脫氧反應(yīng)容易發(fā)生在“棱