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植物油脂经加氢脱氧制取可再生的柴油类烃获得了广泛关注,其中催化剂是实现高效加氢脱氧的关键。金属Ni基催化剂活性高、成本低廉,但同时存在C-C键氢解和甲烷化活性高导致碳收率低、耗氢量低等问题。本文通过引入金属Ga调变Ni的几何和电子结构,抑制了金属Ni的C-C键氢解和甲烷化活性,提高了C收率。为了解决通常加氢脱氧时外部供氢存在的制氢流程长、生产操作不安全等问题,探索了以甲醇为供氢剂时Ni-Ga双金属催化剂的月桂酸甲酯水相原位加氢脱氧性能。首先,本论文研究了Ni/Ga原子比对催化剂结构和月桂酸甲酯加氢脱氧性能的影响。采用共沉淀法制备了Ni-Mg-Ga-Al水滑石前驱体,经焙烧-程序升温还原制得Ni及Ni-Ga合金(Ni/Ga=8)、Ni3Ga和Ni5Ga3金属间化合物(IMC)催化剂,利用H2-TPR、XRD、SEM、TEM、XPS、NH3-TPD、H2化学吸附和N2物理吸附-脱附等技术对催化剂结构进行了表征,在外部供氢条件下采用固定床反应器评价催化剂性能。结果表明,在合金和IMC中,Ga的存在降低了表面Ni原子密度,并且从Ga到Ni的电荷转移增加了Ni的电子云密度。月桂酸甲酯的脱氧反应中,在330 oC、3.0 MPa时Ni催化剂上月桂酸甲酯完全氢解成CH4,而Ga的存在促进了HDO途径并抑制了C-C键氢解和甲烷化。Ni5Ga3 IMC催化剂表现出最佳脱氧性能。即使在400℃时,Ni-Ga(1/1)催化剂(含Ni5Ga3 IMC)上C11和C12烃的产率也高达~99%,而CH4的选择性(SCH4)仅为2.4%。在辛酸甲酯和棕榈酸甲酯的脱氧反应中,Ni-Ga(1/1)催化剂上烃的产率也高于95%。活性评价和丙酸甲酯-TPD和TPSR结果表明,Ni和Ni-Ga双金属催化剂上都发生了C-OCH3键氢解而不是O-CH3键氢解。有意义的是,C-OCH3键氢解生成的甲醇在IMC上大部分分解为CO和H2,而在Ni和Ni-Ga合金上则转化为甲烷,即IMC上由脂肪酸甲酯自身可产生H2。总之,脂肪酸甲酯脱氧制烃反应中,采用Ni-Ga IMC催化剂可以有效减少碳损失和耗H2量,这归因于Ga的几何和电子效应。然后,以甲醇为供氢剂,采用间歇式反应釜考察了Ni、Ni-Ga(3/1)(含Ni3Ga IMC)和Ni-Ga(1/1)(含Ni5Ga3 IMC)催化剂月桂酸甲酯水相原位加氢脱氧的性能。在反应温度为330 oC条件下,与Ni和Ni-Ga(3/1)催化剂相比,Ni-Ga(1/1)催化剂具有较高的脱氧、C-C键氢解和甲烷化活性。与外部供氢形成金属间化合物促进加氢脱氧途径及抑制C-C键氢解、甲烷化活性不同,原位加氢脱氧条件下Ni-Ga(3/1)和Ni-Ga(1/1)上只发现有脱羰/脱羧产物,并表现出比Ni催化剂更高的C-C键氢解及甲烷化活性,与水热条件下金属间化合物结构破坏转化为金属Ni有关。结合产物分布及反应后催化剂SEM、IR和TG表征结果,推测原位加氢脱氧反应中月桂酸甲酯首先水解为月桂酸和甲醇,然后月桂酸脱羰/脱羧转化为十一烷,十一烷进一步氢解产生低碳烃。