稻壳的炭化活化行为及以其为原料合成等级孔Y型分子筛的研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:pxh504705648
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Y型分子筛由于其具有三维微孔结构、较高比表面积、良好的水热稳定性以及较强的酸性,是催化裂化催化剂中的重要组分。然而,在面对较重组分的裂化过程时,由于分子筛仅具有狭窄的微孔结构,重油大分子无法进入孔道,导致结焦生碳以及催化剂效率不高的问题。人们尝试在Y型分子筛中引入介孔制备出等级孔Y型分子筛,以提高扩散。常规合成等级孔分子筛的方法有模板法以及后处理法,然而这些方法一般具有成本昂贵、操作复杂或者产生过多废液难以处理的问题。稻壳是一种廉价且年产量高的农废料,组分主要有纤维素、木质素以及二氧化硅等。由于缺乏合理利用途径,稻壳的燃烧处理会带来一定的环境污染问题。如果能利用炭化活化稻壳中的炭作为介孔模板,而稻壳中硅作为分子筛合成的硅源,晶化得到等级孔Y型分子筛,则能实现“变废为宝”,具有较高的经济和环保价值。本论文以稻壳为原料制备出介孔炭,同时通过简单的合成过程,将活化后介孔炭中的Na2Si O3转化为等级孔Y型分子筛。论文研究了稻壳的热解、活化,稻壳炭制孔过程,探索了稻壳炭中介孔形成机制,并考察了稻壳中二氧化硅形成分子筛的过程。研究结果表明,稻壳中各个组分在空气气氛下热解温度存在差异,通过调节热解温度,可以选择性地除去稻壳中的纤维素以及半纤维素。通过使用Na OH对热解稻壳活化,可以得到以介孔为主的碳材料。热解温度可以对组分挥发程度进行调控,从而能够有效调节稻壳炭介孔孔径,随着活化温度增加,介孔孔径逐渐增大。同时,活化剂Na OH的添加量是一个十分关键的因素,在添加量较低时,稻壳炭的孔容随着Na OH量的增加而增大,而当达到临界值Na OH/预处理炭=1.17时,增加Na OH的用量则会使介孔孔壁坍塌,形成大孔结构,同时孔容降低。常规的活性炭往往仅含有微孔结构,且根据前人的研究,介孔碳的合成往往需要复杂的模板法,而该方法为介孔碳材料的合成提供了一个新的思路。在活化后,稻壳中的硅主要以Na2Si O3的形式存在,没有石英相的产生,具有较高的分子筛合成活性。在活化后的稻壳炭中添加额外铝源和H2O,通过简单的水热晶化法,利用稻壳炭中的介孔限制分子筛的生长空间,让分子筛母液在其介孔结构内成核生长,成功得到等级孔的Y型分子筛。由于稻壳炭介孔结构的限域作用,所得Y型分子筛相为20-100nm间的颗粒组成的聚集体,小颗粒间形成的晶间孔道使其具有更高的外比表面积与大的孔容。
其他文献
以光催化技术为主导的环境治理方案开始越来越多地应用在空气净化、污水治理、土壤修复等领域,取得了很大成效。在种类众多的光催化剂中,Ti O2类半导体材料因其价格低廉、原料丰富、效果显著等特点被广泛研究,而石墨烯作为一种新型的二维碳材料,其优异的电子传输能力和吸附能力有望进一步提升Ti O2类材料的光催化性能。本文旨在制备具有高活性晶面的Ti O2光催化剂,并将其与石墨烯复合,制备更高效的光催化剂。通
学位
小学阶段是学生求学生涯中的基础阶段,也是培养学生各项基础能力的重要时期,对学生的全面发展具有重要影响。教育改革工作的不断深入,对小学人才培养工作提出了新的要求,小学数学教学工作的教育目的已不再局限于教授学生基础运算知识,而是要全面培养学生独立思考和解决问题的能力。深度学习是落实学生核心素养培养工作的重要理论,也是强化学生思维能力的重要手段。本文对深度学习概念进行简要阐述,进而分析了小学数学深度学习
期刊
目前,影响原油粘度的关键因素尚不能由实验方法完全解决。而模拟计算粘度的方法主要侧重于纯化合物或简单的二元混合物的研究,但能够适用于原油全组分粘度模拟计算的方法有待研究。因此,本文运用平衡分子动力学(Stokes-Einstein法)研究原油中各模型化合物及原油中各组分以及全组分之间的粘温性能关系,具体研究内容如下:首先论文采用了平衡分子动力学模拟方法(EMD),模拟计算了正十六烷、十氢萘、苯、苯胺
学位
油田开发过程中,生产井大量出水成为现今油田开采面临的严峻问题。近年来,我国大部分油田都进入开采的中后期,油田出水现象突出,调剖堵水作业己经成为了提高油田采收率的最有效途径之一。而就高温高盐油田而言,普通的堵水剂体系往往存在热稳定性差,耐盐能力弱等问题。目前,国内外众多堵水剂体系也多数因为不耐高温,稳定性差等缺陷难以得到广泛应用。本文从单体结构的选择出发,通过共聚合对聚丙烯酰胺进行改性研究,分别对所
学位
当今,世界原油重质化和劣质化趋势加重,原料中硫含量明显上升。在这种燃料需求不断增加、环保法规日益严格和原料劣质化的多重压力下,我国炼油业面临巨大挑战,尤其对加氢脱硫(HDS)技术提出了极高的要求。HDS技术的关键和发展核心是催化剂,传统浸渍法制备的金属硫化物催化剂由于制备过程缺乏有效控制,导致组成复杂且不明确,多种活性组分共存,很难获得其活性相的确切微观结构信息,造成对活性相结构认识难以深入,不利
学位
脂肪酸酯含有C12~C18的碳链,可通过合适的催化剂体系转化为芳烃。ZSM-5分子筛广泛应用于芳构化反应,但是因孔道狭窄、酸性太强影响脂肪酸酯芳构化的芳烃收率和稳定性。本论文通过水热合成制备ZSM-5分子筛,对其进行碱处理和Zn改性调控孔道结构和酸性,并采用油酸甲酯作为反应物,在同一反应条件下考评各分子筛的催化性能,探究孔道结构及酸性质对催化性能的影响。首先,通过水热法合成粒径为150 nm左右的
学位
催化油浆因烯烃、硫组分的存在,限制了其在绿色船舶燃料油和高附加值产品碳纤维、针状焦等方面的应用。浆态床加氢作为催化油浆提质优化进而实现绿色高效转化的重要途径之一,有望通过烯烃组分的饱和以及硫组分的脱除来实现催化油浆的高效利用。而实现催化油浆的高效转化利用的关键在于选择合适催化剂,并实现其高度分散提高催化活性。因此本文主要围绕催化剂活性相的制备展开制备条件的优化,通过模拟油浆体系的催化加氢,提高对催
学位
我国煤炭储量丰富但石油资源匮乏,利用煤/重油加氢共炼技术能有效提高煤炭和重质油的利用率,为轻质燃料油的生产提供途径,极具发展前景。然而煤与重油配制的油煤浆为固液分散体系,具有热力学不稳定性,在储存、输送和预热过程中会出现煤粉沉积等现象,引发管路堵塞和设备损害等系列工程问题。本文首先讨论了温度、煤粉性质、原料油性质以及非离子表面活性剂对油煤浆稳定性的影响,并探讨了提高油煤浆稳定性的方案。然后研究了剪
学位
山梨醇是非常重要的化工平台化合物,异山梨醇是山梨醇的一种脱水产物,非常具有市场应用前景。由山梨醇脱水生成异山梨醇主要是经过两步脱水反应。关于由山梨醇脱水制备异山梨醇的研究课题,主要有两方面问题有待深入探讨,一个是高效、可循环利用的催化剂的挑选;另一个是山梨醇脱水反应的动力学相关问题的研究。当前,浓硫酸作为酸催化剂催化山梨醇脱水制备异山梨醇在工业上已有广泛应用。本文在此基础上,对浓硫酸催化山梨醇脱水
学位
低碳烯烃(主要是乙烯和丙烯)是石油化工行业重要的基础原料之一。目前,低碳烯烃的来源主要是靠蒸汽裂解和催化裂解工艺,为生产低碳烯烃作出了巨大的贡献。近年来,由于低碳烯烃需求量的不断增加且化石能源储量有限,故有必要探索一种新的技术路线增产低碳烯烃。生物乙醇具有价格低廉、来源广泛以及可再生等优点,以生物乙醇为原料制备低碳烯烃被视为是一种极具发展前景的重要技术,实现了有机化工和生物化工的紧密结合,受到广大
学位