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甘油氢解制备二元醇和甘油水蒸气重整制氢催化剂的研究

作　者: 黄金花
导　师: 陈吉祥
学　校: 天津大学
专　业: 工业催化
关键词: 甘油氢解 甘油水蒸气重整 Ni2P/SiO2 Ni/SiO2 Ni/γ-Al2O3 稀土金属氧化物助剂
分类号: TQ116.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


甘油氢解制备二元醇和甘油水蒸气重整制氢是甘油转化利用的两条有效途径。本文首先研究了Ni2P/SiO2和Ni/SiO2催化剂的甘油氢解反应性能，分析了影响催化剂活性及产物选择性的因素。然后，还研究了稀土金属氧化物助剂(CeO2、La2O3、Y2O3、Pr6O11)对Ni/γ-Al2O3催化剂结构和甘油水蒸气重整制氢反应性能的影响。采用浸渍、程序升温还原法制备了Ni2P/SiO2、Ni/SiO2及改性Ni/γ-Al2O3催化剂，利用N2吸附-脱附、H2-TPR、XRD、XRF、H2-TPD、CO及H2化学吸附、NH3-TPD及TGA等手段对催化剂的结构性质进行了表征。采用固定床反应器考察了催化剂甘油氢解和甘油水蒸气重整制氢反应性能。结果表明，Ni2P/SiO2的甘油氢解活性高于Ni/SiO2，这与Ni2P/SiO2表面酸中心与金属中心之间的协同作用有关。Ni2P/SiO2上主要产物为1,2-丙二醇和1-丙醇，而Ni/SiO2上主要产物为1,2-丙二醇、乙二醇和乙醇。提高温度和压力并没有促进Ni2P/SiO2上乙醇和乙二醇的形成，但促进了1,2-丙二醇进一步氢解转化为1-丙醇。与Ni/SiO2相比，Ni2P/SiO2具有较强的C–O键断裂活性及较弱的C–C键断裂活性。此外，随着甘油浓度、H2/甘油摩尔比的增加及WHSV的减小，Ni2P/SiO2催化剂上1,2-丙二醇进一步氢解转化为1-丙醇。通过分析认为，Ni2P/SiO2较强的C–O键断裂活性与其较多的酸中心有关，而其较弱的C–C键断裂活性可能与其电子及几何结构性质有关。在甘油水蒸气重整制氢反应中，稀土金属氧化物助剂改性不仅提高了Ni/γ-Al2O3催化剂的活性及H2产量，还明显抑制了催化剂积炭，从而提高了催化剂的稳定性。通过分析认为，这与稀土金属氧化物助剂改性提高了催化剂表面Ni位密度及减少了酸量密切相关。与Y2O3及La2O3相比，Pr6O11和CeO2较好的改性效果与其氧化-还原能力有关。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-21
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 研究进展  9-19
    1.2.1 甘油氢解制备二元醇的研究进展  9-13
    1.2.2 过渡金属磷化物的概述  13
    1.2.3 甘油重整制氢的研究进展  13-19
  1.3 本论文的研究内容  19-21
    1.3.1 甘油氢解制备二元醇研究内容  19-20
    1.3.2 甘油水蒸气重整制氢研究内容  20-21
第二章 Ni_2P/SiO_2和Ni/SiO_2催化甘油氢解制备二元醇性能研究  21-45
  2.1 实验部分  21-28
    2.1.1 实验原料与试剂  21-22
    2.1.2 催化剂的制备  22-23
    2.1.3 催化剂的表征  23-25
    2.1.4 催化剂活性评价  25-28
  2.2 结果与讨论  28-43
    2.2.1 催化剂的表征结果与讨论  28-34
    2.2.2 Ni/SiO_2和Ni_2P/SiO_2催化甘油氢解反应性能  34-38
    2.2.3 反应条件对Ni_2P/SiO_2甘油氢解反应性能的影响  38-43
  2.3 本章小结  43-45
第三章 稀土金属氧化物助剂改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂甘油水蒸气重整制氢研究  45-64
  3.1 实验部分  45-50
    3.1.1 实验原料与试剂  45-46
    3.1.2 催化剂的制备  46-47
    3.1.3 催化剂的表征  47-48
    3.1.4 催化剂活性评价  48-50
  3.2 结果与讨论  50-62
    3.2.1 催化剂表征结果与讨论  50-56
    3.2.2 甘油水蒸气重整制氢反应性能  56-62
  3.3 本章小结  62-64
第四章 结论  64-65
参考文献  65-71
发表论文和参加科研情况说明  71-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本无机化学工业 > 工业气体 > 氢气
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