新型磷化鎳催化劑的制備及加氫性能研究.pdf

1、隨著能源和化工產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，催化加氫技術(shù)受到廣泛關(guān)注和深入研究。在加氫過程中，催化劑發(fā)揮著重要作用，各式各樣的材料被用于加氫領(lǐng)域。其中，磷化鎳以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)引起人們的關(guān)注。磷化鎳因化學(xué)計(jì)量比不同而組成各異，合成方法也多種多樣。通過研究新的合成方法，有效控制磷化鎳的物相、結(jié)構(gòu)和形態(tài)，對提高催化性能具有十分重要的意義。
　　本文中，我們合成了磷化鎳（Ni2P）和新型磷化鎳催化劑（Pd-Ni2P），并用于苯酚和生物油的加氫研究

2、。研究結(jié)果表明這兩個催化劑對苯酚具有很高的加氫活性，主要產(chǎn)物是環(huán)己烷和苯。隨著反應(yīng)溫度的升高，苯酚的轉(zhuǎn)化率和環(huán)己烷的選擇性升高，苯的選擇性降低。在300℃、5 MPa初始壓力下反應(yīng)2 h后，Ni2P催化苯酚的轉(zhuǎn)化率為81.4％，環(huán)己烷的選擇性為57.2%。而同樣條件下，Pd-Ni2P催化苯酚的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95.4%，對環(huán)己烷的選擇性為98.0%。這表明添加 Pd后，催化劑的活性提高。循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Ni2P催化劑的活性下降明顯，循環(huán)使用

3、5次后，苯酚的轉(zhuǎn)化率由81.4%逐步降低至48.3%；而Pd-Ni2P催化苯酚的轉(zhuǎn)化率由95.4%降至84.3%，活性略有下降。利用Ni2P和Pd-Ni2P對生物油進(jìn)行加氫提質(zhì)，提質(zhì)后生物油的品質(zhì)得到改善。油相含氧量由43.1%分別降低至13.5%和8.0%，含水量也由33.1%降低至2.2%和0.4%，熱值則由22.7 MJ/kg升高至43.0和44.6 MJ/kg。對Pd-Ni2P進(jìn)行XRD、TEM和XPS表征，結(jié)果顯示Pd作為電子

4、受體，分布于Ni2P表面，可顯著提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。
　　另外，我們利用溶劑熱法合成了磷化鎳（Ni12P5）催化劑，研究了制備參數(shù)的影響，然后將催化劑用于苯酚的加氫處理。結(jié)果顯示，選用氯化鎳和次磷酸鈉物質(zhì)的量比為1:5，180℃反應(yīng)12 h或者200℃反應(yīng)4 h，得到Ni12P5。Ni12P5催化劑具有很高的加氫活性，在200℃、5 MPa初始壓力下反應(yīng)2 h，苯酚的轉(zhuǎn)化率和環(huán)己烷的選擇性均可達(dá)到100%。此外，我們還考察了

5、磷化鎳（Ni12P5）及新型磷化鎳催化劑（Ag-Ni12P5）對對硝基苯酚的加氫轉(zhuǎn)化，并考察了 Ag添加量對催化劑活性的影響。我們發(fā)現(xiàn) Ag的加入，提高了催化劑的活性，但隨著Ag量的增加，催化劑的活性先升高后降低，當(dāng)Ag的添加量為25%時，催化劑活性最高，在8 min內(nèi)催化對硝基苯酚的轉(zhuǎn)化率接近100%。利用的XRD、TEM和XPS對 Ag-Ni12P5的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示Ag作為電子供體，與Ni12P5之間存在協(xié)同作用，