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《大连理工大学》 2008年
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TiO_2、CeO_2改性的Ni_2P催化剂的加氢精制性能

杨秀娜  
【摘要】: 随着原油的劣质化和环保法规的日益严格,开发新型高效的加氢脱硫、脱氮催化剂成为加氢精制领域的研究热点。继过渡金属氮化物和碳化物之后,最近的研究表明过渡金属磷化物具有比传统硫化物催化剂更优异的活性和稳定性。其中,磷化镍催化剂所表现的良好的加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)活性受到较多的关注。但到目前为止,对磷化镍催化剂的研究还刚刚起步,有必要对它们的结构和反应性能进行更加深入的研究。本文主要以非负载磷化镍催化剂为研究对象,考察第二组分(TiO_2和CeO_2)的引入对非负载磷化镍催化剂的结构以及HDS和HDN的促进作用。 用硝酸镍和磷酸氢二铵作镍源和磷源,采用表面浸渍法制备了含TiO_2和CeO_2的非负载型Ni_2P催化剂,并以二苯并噻吩(DBT)和喹啉(Q)作为HDS和HDN的模型化合物,研究了TiO_2和CeO_2对Ni_2P催化剂结构和HDS及HDN反应性能的影响。研究结果表明,当Ti/Ni≤0.10时,少量TiO_2的引入极大地促进了非负载磷化镍催化剂的HDS和HDN反应活性;当Ce/Ni≤0.10时,CeO_2的引入使非负载磷化镍催化剂HDS和HDN反应活性也有很大程度的提高。XRD分析表明,TiO_2和CeO_2的引入抑制了杂晶(Ni_2P_4O_(12)或Ni_5P_4)的生成,减小了Ni_2P催化剂的平均晶粒尺寸。TPR表征发现TiO_2和CeO_2都与Ni_2P催化剂前驱体之间存在较强的相互作用。NH_3-TPD和CO红外吸附结果表明,TiO_2的引入对Ni_2P催化剂表面酸中心数和活性中心数影响较小。XPS分析发现Ti在Ni_2P催化剂表面发生富集,这些表面富集的钛可能是Ti_xNi_2P催化剂高活性的主要原因。DBT的HDS产物分析结果表明,在所有的Ti_xNi_2P和Ce_xNi_2P催化剂上DBT都是以直接脱硫路径(DDS)为主,TiO_2和CeO_2的引入对DBT的直接脱硫和加氢活性都有一定的促进作用,但更显著的提高了催化剂的加氢能力;Q的HDN产物分析结果表明,TiO_2和CeO_2的引入同时促进了催化剂的加氢能力和C-N键的断裂能力,对后者促进更加明显。TiO_2和CeO_2都对磷化镍有一定的助催化作用,这可能是由于在高温氢气还原过程中Ce~(4+)、Ti~(4+)被部分还原为低价Ce~(3+)、Ti~(3+),Ce~(3+)、Ti~(3+)上的自由电子转移到磷化镍上,增加了磷化镍催化剂上的电子云密度,有利于吸附H_2并在活性中心(Ni_2P)表面形成吸附物种,也有可能形成了新的活性中心,从而显著的提高了催化剂的活性。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TE621

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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【二级参考文献】
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