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Y/MCM-41的合成及担载Pd催化剂HDS反应性能研究
作 者: 侯冬梅
导 师: 王安杰
学 校: 大连理工大学
专 业: 工业催化
关键词: MCM-41 HY 复合分子筛 加氢脱硫 贵金属
分类号: O643.36
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要
近年来石油资源的日益减少,质量不断下降,给HDS过程提出了新的挑战。加氢脱硫催化剂除了满足对原油中低活性的DBT类含硫化合物的脱硫,还要满足降低原油中芳烃含量的要求。传统的CoMo和NiMo催化剂难以达到这个标准,担载型贵金属催化剂的高加氢活性显示出广阔的研究前景。而载体性质对贵金属催化剂性能有很大影响,本文制备了不同的载体,探讨了载体的性质对Pd催化剂的HDS性能及抗硫耐氮性的影响。首先,以不同MCM-41为载体,采用浸渍法担载了Pd催化剂。由表征结果可以发现,Al-MCM-41表面酸中心以L酸为主,MY(M)表面主要为B酸,而Si-MCM-41酸性较弱。DBT在担载型Pd催化剂上主要通过HYD反应路径脱硫,活性顺序为:Pd/Al-MCM-41>Pd/MY(M)>Pd/Si-MCM-41,Pd/Al-MCM-41具有较高的脱硫活性和异构化活性以及较低的加氢裂化活性,而Pd/MY(M)表现出较高的加氢裂化活性但脱硫活性相对较低并且失活较快。催化剂反应性能的差异可能是受到载体的孔道结构和酸性的影响。其次,本文制备了Y/MCM-41复合分子筛,在HY沸石表面附晶生长一层MCM-41,得到了一种核壳式的材料,这种材料具有介微孔双重孔道结构。在本文条件下,以CTAB为模板剂能够制备出MCM-41附晶生长在HY沸石表面的包覆型复合分子筛,而以CTAC为模板剂时,HY沸石没有被完全包覆,有部分沸石裸露。从Py-IR结果表明,MY(CTAC)类似HY沸石具有较高的酸性,而MY(CTAB)的酸性较差,可能是由于外层MCM-41形成时,覆盖了HY的部分酸中心。以复合分子筛为载体,担载了Pd制备的催化剂,考察DBT的HDS性能。活性顺序为:Pd/MY(CTAB)>Pd/MY(M)≈Pd/MY(CTAC)>Pd/MCM-41。具有两种抗硫性能的Pd颗粒,处于微孔内核的Pd颗粒具有更强的抗硫耐氮性,展现了优越的加氢性能,高于传统的γ-Al2O3负载的Pd催化剂。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-9 引言 9-10 1 文献综述 10-25 1.1 MCM-41及其应用 10-13 1.1.1 MCM-41概述 10-11 1.1.2 MCM-41在HDS催化剂中的应用 11-12 1.1.3 Y沸石在HDS中应用 12-13 1.2 介微孔复合分子筛及其应用 13-20 1.2.1 介微孔复合分子筛的合成研究 14-19 1.2.2 微孔—介孔复合分子筛的应用 19-20 1.3 负载型贵金属催化剂 20-23 1.3.1 氧化物负载的贵金属催化剂 21 1.3.2 分子筛负载的贵金属催化剂 21-23 1.4 选题目的及研究内容 23-25 1.4.1 选题目的 23 1.4.2 研究内容 23-25 2 实验部分 25-31 2.1 实验原料与仪器设备 25-26 2.1.1 原料与试剂 25 2.1.2 仪器与设备 25-26 2.2 材料的制备 26 2.2.1 沸石分子筛的制备 26 2.2.2 催化剂的制备 26 2.3 催化剂的分析与表征方法 26-27 2.3.1 X射线衍射(XRD) 26 2.3.2 N_2吸附等温线 26 2.3.3 扫描电镜(SEM) 26 2.3.4 透射电镜(TEM) 26-27 2.3.5 傅立叶红外吡啶吸附(FT-IR) 27 2.3.6 电感耦合等离子发射光谱(ICP) 27 2.3.7 X光射线荧光光谱(XRF) 27 2.4 HDS反应条件及活性评价方法 27-31 3 MCM-41的合成、表征及担载Pd在HDS中应用 31-41 3.1 引言 31 3.2 MCM-41的合成 31 3.3 MCM-41的物化表征 31-37 3.4 MCM-41担载的Pd催化剂加氢脱硫反应性能 37-39 3.5 小结 39-41 4 Y/MCM-41的合成、表征 41-55 4.1 引言 41 4.2 Y/MCM-41的合成 41-42 4.3 MY(CTAB)的物化表征 42-46 4.4 Y/MCM-41的合成研究 46-54 4.4.1 预处理对附晶生长MCM-41的影响 46-47 4.4.2 不同模板剂对附晶生长MCM-41的影响 47-54 4.5 小结 54-55 5 Y/MCM-41担载Pd催化剂的加氢脱硫反应性能 55-64 5.1 引言 55 5.2 载体及担载型Pd催化剂的制备 55 5.3 HDS反应评价条件 55 5.4 HDS反应活性 55-63 5.4.1 Pd/MY(CTAB)催化剂初始活性评价 55-58 5.4.2 Pd/MY(CTAB)催化剂的抗硫性评价 58-59 5.4.3 Pd/MY(CTAB)催化剂的耐氮性评价 59-61 5.4.4 Pd/MY(CTAB)催化剂寿命评价 61 5.4.5 Pd/MY(CTAB)催化剂与Pd/γ-Al_2O_3催化剂的活性比较 61-63 5.5 小结 63-64 结论 64-65 参考文献 65-73 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 73-74 致谢 74-75
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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学(理论化学)、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化剂
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