ni2p-zro2-sba-15催化剂的制备、表征及其加氢脱硫性能研究

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1、Ni2P/ZrO2-SBA-15催化剂的制备、表征及其加氢脱硫性能研究Ni2P/ZrO2-SBA-15hydrodesulfurizationcatalysts:preparation,characterizationandevaluation学科专业：化学工程作者姓名：李秋蓉指导教师：马红钦副教授天津大学化工学院2017年5月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料

2、。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要近年来，环保法规对燃油中硫含量的限制越来越严格，目前工业上主要采用催化加氢脱

3、硫技术，即HDS技术，来降低燃料油中硫的含量，采用的催化剂为CoMoS/γ-Al2O3及NiMoS/γ-Al2O3，这些传统的催化剂在生产超低硫燃油中的操作条件较为严苛。近些年的研究表明，过渡金属磷化物催化剂比传统硫化物催化剂具有更多的表面反应活性位，已引起人们广泛关注。本文首先采用ZrO2对SBA-15分子筛表面进行改性，制得一种具有大比表面和适宜化学活性的优良载体，研究其不同制备条件对改性载体的比表面、孔结构、晶体结构等性能的影响，探讨ZrO2对SBA-15表面改性过程的机理。在此基础上，制备不同Ni/P摩尔比、锆含量、磷化镍含量的一系列负载型Ni2P/

4、ZrO2-SBA-15催化剂，研究上述变量对催化剂比表面、孔结构、晶相种类、表面活性组分分布的影响。最后以二苯并噻吩为模型硫化物，在高压微型固定床反应装置上对制备的Ni2P/ZrO2-SBA-15催化剂进行加氢脱硫性能评价，考察所制备的一系列催化剂的加氢脱硫性能。结果表明：ZrO2对SBA-15表面进行改性时，其通过与SBA-15表面羟基反应，以[(-O-)2Si(-O-Zr)2]和/或[(-O-)3Si-O-Zr]基团的形式分布于SBA-15表面，并使SBA-15的晶面间距增大，ZrO2的改性作用使SBA-15比表面、孔容、孔径均有所降低，但并没有破坏其长

5、程有序的介孔结构。活性组分Ni2P的负载使催化剂的比表面进一步降低，并对催化剂中的微孔及介孔结构均产生一定影响，甚至能破坏部分孔结构。制备过程中当Ni/P摩尔比为1/2时，有利于形成Ni2P晶相；锆的引入能够促进磷化镍活性相的生成，并使催化剂活性组分在载体上的分布更为均匀，随着锆含量的增加，体系中逐渐形成四方ZrO2相，并且在锆含量及磷化镍含量均适宜的条件下，除磷化镍活性相以外，还可以生成另一种磷酸锆活性相。催化剂的最佳制备条件为：Ni/P摩尔比为1/2，正丙醇锆/SBA-15质量比为1.5，磷化镍质量分数为20%，且在反应温度280°C，反应压力3.0MP

6、a，质量空-1速6.5h，氢油比450的实验条件下，二苯并噻吩的加氢脱硫转化率可达86.6%，与同条件下制备的Ni2P/SBA-15催化剂相比提高了35%。因此，本文中制备的过渡金属磷化物催化剂有望在燃油加氢处理领域得到进一步开发应用。29关键词：磷化镍，加氢脱硫催化剂，ZrO2-SBA-15，SiNMR，XPS，FTIRI万方数据ABSTRACTSulfurcontentinfuelhasbeenrestrictedstringentlyaccordingtoenvironmentalrequirements.Currently,thesulfurisre

7、movedfromfuelbythecatalytichydrodesulfurization(HDS)ofsulfur-containingcompounds.ThecommercialHDScatalystsnowadaysaretransitionmetalsulfidessupportedonalumina(CoMoS/γ-Al2O3andNiMoS/γ-Al2O3).Theoperationconditionsofthesecatalystsareveryhardwhenproducingultra-lowsulferfules.Transitio

8、nmetalphosphidehasmuchmore