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改性MCM-41负载贵金属催化剂的萘加氢活性及抗硫性能研究

作　者: 宋盘龙
导　师: 李永丹
学　校: 天津大学
专　业: 工业催化
关键词: MCM-41 Al-MCM-41 AlCl3接枝法 Pd-Pt双金属萘加氢耐硫性
分类号: O643.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

采用水热合成法合成了纯硅MCM-41和Al-MCM-41。采用AlCl3接枝法和硼酸等体积浸渍法对纯硅MCM-41进行了改性。采用XRD、N2吸附和NH3-TPD对载体进行了表征,结果表明: MCM-41的合成条件很宽,pH值9.5～10.5,晶化时间1～7天,体系硅水比60～200的都能合成MCM-41分子筛;纯硅MCM-41具有典型的六方结构,具有很高的比表面积,接枝改性获得的Al-MCM-41能够保持较好的规整性和很高的比表面积,同时获得了一定的酸性;水热合成的Al-MCM-41结晶度稍差,但酸量要比同硅铝比的接枝改性的Al-MCM-41要高出很多。采用等体积浸渍的方法制备了MCM-41负载的贵金属催化剂。以萘的加氢反应为模型反应,噻吩为含硫化合物,考察了催化剂的活性和抗硫性能。TPR结果显示,焙烧后的催化剂上生成了不同的还原物种,对于接枝改性的Al-MCM-41,随着硅铝比的降低,活性组分与载体的相互作用增强。活性评价的结果显示,相同的负载量下Pd-Pt双金属组分具有比Pd、Pt单金属更高的活性;不同载体上催化剂的活性顺序为,B-MCM-41<纯硅MCM–41<Al-MCM-41;350℃焙烧接枝法获得的Al-MCM-41载体负载的Pd-Pt催化剂在硅铝比为10时具有最高的加氢活性和较好的耐硫性能,500℃焙烧直接合成的Al-MCM-41为载体的Pd-Pt催化剂在硅铝比为10时具有较好的加氢活性和最佳耐硫性。初步的研究表明MCM-41负载的催化剂具有较好的加氢活性和抗硫性,进一步调变催化剂的制备过程和活性组分,有可能开发出性能更好的催化剂。

全文目录

第一章文献综述  8-23
  1.1 引言  8-9
  1.2 中间馏分油芳烃饱和现状  9-13
    1.2.1 中间馏分油的芳烃分布  9-10
    1.2.2 芳烃加氢的热力学和动力学  10-11
    1.2.3 中间馏分油的加氢工艺  11-13
      1.2.3.1 单段加氢工艺  11-12
      1.2.3.2 两段加氢工艺  12-13
  1.3 柴油芳烃加氢催化剂  13-21
    1.3.1 金属硫化物催化剂及其催化机理  13-14
    1.3.2 负载型贵金属催化剂  14-21
      1.3.2.1 氧化物负载的贵金属催化剂  15
      1.3.2.2 分子筛负载的贵金属催化剂  15-19
      1.3.2.3 负载型贵金属催化剂的抗硫机理  19-21
    1.3.3 “类贵金属”催化剂  21
  1.4 本文的主要研究内容  21-23
第二章实验部分  23-30
  2.1 催化剂载体的制备  23-26
    2.1.1 原料药品及实验装置  23-24
      2.1.1.1 实验原料  23
      2.1.1.2 合成过程所用的主要实验仪器和设备  23
      2.1.1.3 成胶及离子交换装置  23-24
    2.1.2 MCM-41介孔材料的水热合成  24-25
      2.1.2.1 纯硅MCM-41的合成  24-25
      2.1.2.2 含铝MCM-41的合成  25
    2.1.3 MCM-41孔道表面的改性  25-26
      2.1.3.1 MCM-41的孔道表面接枝铝改性  5025-26
      2.1.3.2 MCM-41的硼浸渍改性  26
  2.2 催化剂的制备  26-27
    2.2.1 原料  26
    2.2.2 催化剂的制备条件  26-27
  2.3 载体和催化剂的表征  27-29
    2.3.1 X射线衍射分析(XRD)  27
    2.3.2 MCM-41原粉的TG-DTA分析  27-28
    2.3.3 载体的比表面和孔结构分析  28
    2.3.4 NH3程序升温脱附测定载体的酸性  28
    2.3.5 催化剂的程序升温还原(TPR)  28-29
  2.4 催化剂的活性及耐硫性能评价  29-30
    2.4.1 原料来源  29
    2.4.2 实验设备  29
    2.4.3 实验条件  29-30
第三章实验结果  30-50
  3.1 载体的表征  30-37
    3.1.1 MCM-41的合成及结构表征  30-34
      3.1.1.1 不同条件合成的纯硅MCM-41的XRD分析  30-32
      3.1.1.2 直接合成的Al-MCM-41的XRD表征  32-33
      3.1.1.3 直接合成的载体的BET表征  33-34
    3.1.2 接枝改性的MCM-41的结构表征  34-36
      3.1.2.1 接枝改性MCM-41的XRD  34-35
      3.1.2.2 接枝改性获得的Al-MCM-41的BET表征  35-36
    3.1.3 Al-MCM-41的酸性表征  36-37
  3.2 MCM-41原粉的TG表征  37-38
  3.3 催化剂的TPR表征  38-40
  3.4 催化剂的萘加氢活性  40-50
    3.4.1 纯硅MCM-41负载不同组分的催化剂的萘加氢活性  40-41
    3.4.2 硼改性MCM-41负载的Pd-Pt催化剂的萘加氢活性  41-43
    3.4.3 Al-MCM-41负载Pd-Pt催化剂的萘加氢活性  43-50
第四章结果分析与讨论  50-55
  4.1 MCM-41的合成  50
    4.1.1 体系pH值对合成的影响  50
    4.1.2 体系水量和晶化时间的影响  50
  4.2 两种引入铝的方法对Al-MCM-41结构和酸性的影响  50-52
    4.2.1 直接合成和铝接枝得到的Al-MCM-41的结构比较  51
    4.2.2 直接合成和铝接枝得到的Al-MCM-41的酸性比较  51-52
  4.3 MCM-41原粉的TG分析  52
  4.4 焙烧温度对催化剂的TPR曲线分析  52-53
  4.5 催化剂的萘加氢活性和耐硫性能  53-55
    4.5.1 活性组分对催化剂的活性影响  53
    4.5.2 载体对催化剂活性和耐硫性的影响  53-55
第五章结论  55-56
参考文献  56-61
硕士期间论文发表情况  61-62
致谢  62

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