油水兩相中生物油模型化合物及平臺化合物的催化轉(zhuǎn)化.pdf

1、生物油是指生物質(zhì)在惰性氛圍下經(jīng)過高溫快速熱解得到的液體燃料，具有含水量高和含氧量高等缺點，經(jīng)過提質(zhì)才能使用。通過催化加氫技術(shù)可以將生物油轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)燃料和高附加值的化學品，其中催化劑的作用非常關(guān)鍵。本文選取苯酚、苯甲醚、愈創(chuàng)木酚作為生物油模型化合物，糠醛作為生物油平臺化合物，制備負載型的Ni2P和NiB催化劑，利用XRD、TEM、N2吸脫附和XPS表征手段對催化劑進行了分析，評價了這兩種催化劑對不同生物油模型化合物和平臺化合物的催化性能

2、，并結(jié)合實驗結(jié)果對反應機理進行了分析。
　?。?）通過EISA的方法合成了介孔材料C-SiO2-Al2O3(簡稱C-S-A)，并通過共浸漬法制備了 Ni2P/C-S-A和 Ni/C-S-A催化劑。隨著活性組分負載量的升高Ni2P/C-S-A的Ni2P粒徑逐漸增大，比表面積和孔容逐漸降低。Ni/C-S-A中鎳粒徑為12.3 nm。對比考查了在油水兩相體系中，Ni2P/C-S-A和Ni/C-S-A對苯酚的加氫脫氧效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，后者催

3、化苯酚的轉(zhuǎn)化率和環(huán)己烷的選擇性均較前者低，說明 Ni2P/C-S-A具有更強的加氫脫氧活性。之后考查了活性組分負載量、反應溫度和反應時間對 Ni2P/C-S-A催化性能的影響。反應溫度為250℃，時間為3h時，苯酚的轉(zhuǎn)化率和環(huán)己烷的選擇性隨活性組分負載量的升高先升后降，在負載量為25％時達到最高，為68.7%，環(huán)己烷選擇性為54.3%。苯酚的轉(zhuǎn)化率和環(huán)己烷的選擇性隨反應溫度的升高先升后降，250℃時環(huán)己烷的收率最高，為23%。將反應時間

4、從2 h延長至7 h，環(huán)己烷的收率逐漸升高，說明延長時間有利于加氫脫氧反應的進行。
　?。?）制備了非晶態(tài)催化劑NiB/SiO2-Al2O3，該催化劑比表面積為357 m2/g，平均孔徑為4.8 nm。研究結(jié)果表明，在B的修飾作用下，Ni處于富電子狀態(tài)，從而使非晶態(tài) NiB/SiO2-Al2O3催化劑的加氫脫氧活性要遠高于晶態(tài)Ni/SiO2-Al2O3催化劑。反應溫度從170℃增至290℃，苯甲醚和愈創(chuàng)木酚的轉(zhuǎn)化率呈升高趨勢，兩者

5、的產(chǎn)物環(huán)己烷的產(chǎn)率分別從2%和0.9%升至47.5%和41.6%。在260℃時，反應時間由3 h延長至7 h，苯甲醚和愈創(chuàng)木酚的產(chǎn)物環(huán)己烷的選擇性分別從33.5%和38.2%升至50.4%和57.1%。因此提高反應溫度和延長反應時間有利于提高催化劑NiB/SiO2-Al2O3的加氫脫氧催化。
　?。?）以 NiB/SiO2-Al2O3為催化劑，對糠醛進行加氫脫碳反應。反應條件為290℃、7 h時，在 Ni/SiO2-Al2O3作用

6、下，四氫呋喃的收率僅為46%，而在NiB/SiO2-Al2O3的作用下，其收率為72.9%，說明NiB/SiO2-Al2O3對糠醛具有更高的加氫脫羰活性。之后考查了反應溫度和時間對NiB/SiO2-Al2O3催化效果的影響，結(jié)果表明產(chǎn)物四氫呋喃的選擇性受溫度影響較小，反應溫度為290℃時，時間從3 h延長至7 h，其收率由19.2%逐漸升至72.9%，說明高溫下延長時間有利于四氫呋喃的生成。
　　綜上所述，在油水兩相體系中，Ni2