论文部分内容阅读
对植物和微海藻中提取的脂肪酸进行加氢脱氧处理，可生产适用于内燃机的绿色液态烃燃料，为解决能源危机提供新的技术途径。当前研究中，脂肪酸加氢脱氧中催化剂多以贵金属为活性组分，增加了该项技术的应用成本。因此开发高活性，低成本的非贵金属催化剂，对于推动生物质加氢脱氧技术的发展与大规模应用具有非常重要的意义。 本文中，我们使用表面金属有机法在分子筛上进行过渡金属负载，在分子层次上实现催化剂的可控制备，并使用原位红外光谱，程序升温-质谱技术监测其金属有机配体的嫁接与脱除过程，优化制备路线，从而得到的高分散钴/分子筛催化剂。 对使用表面金属有机法(Co/ZSM-5-G)和浸渍法(Co/ZSM-5-I)制备的催化剂分别使用H2程序升温还原，NH3程序升温脱附，透射电镜，X射线衍射，紫外可见光谱，X射线光电子能谱，红外光谱等技术手段进行表征。结果表明使用表面金属有机法制备成功获得高分散负载催化剂，并且实现对沸石分子筛载体的Bronsted酸性位全部覆盖。催化剂制备路线影响其物理化学性质，从而进一步对其在反应中表现出的活性产生影响。 将两种方法制备的Co/ZSM-5进行还原处理并应用于硬脂酸的加氢脱氧反应。反应在高压反应釜中进行，温度范围为513K-553K，正十二烷作为溶剂。硬脂酸加氢脱氧产物为十八醇，正十八烷，十八烷异构体，十七烷等，其中正十八烷为主要产物。根据产物的分布可推断硬脂酸加氢脱氧的反应机理。Co/ZSM-5-G催化下硬脂酸具有较高的反应速率，并且对十八碳产物的选择性较高，在533K4MPa的条件下180min就可完全转化，并且正十八烷的选择性超过80％。根据相关的实验数据可以建立经验动力学模型。 总之，表面金属有机化学方法制备的Co/ZSM-5催化剂在硬脂酸加氢脱氧反应中表现出非常优异的性能，具有潜在应用前景。催化剂制备处理的工艺条件对催化剂性能有非常显著的影响。