【摘 要】
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氧化铝被广泛应用于催化裂化、加氢处理等催化过程。但原料油的重质化和劣质化对载体提出了新要求,例如发达的孔结构、丰富的酸量、可调的酸比例等。针对普通氧化铝无Br(?)nsted酸,孔结构不够发达的问题,本论文分别采用氟和硅掺杂氧化铝合成兼具多孔性和Br(?)nsted酸的氧化铝,并对其中的制孔机理和Br(?)nsted酸形成机理进行研究。氟掺杂氧化铝表面存在Br(?)nsted酸多有报道,但氟掺杂氧
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氧化铝被广泛应用于催化裂化、加氢处理等催化过程。但原料油的重质化和劣质化对载体提出了新要求,例如发达的孔结构、丰富的酸量、可调的酸比例等。针对普通氧化铝无Br(?)nsted酸,孔结构不够发达的问题,本论文分别采用氟和硅掺杂氧化铝合成兼具多孔性和Br(?)nsted酸的氧化铝,并对其中的制孔机理和Br(?)nsted酸形成机理进行研究。氟掺杂氧化铝表面存在Br(?)nsted酸多有报道,但氟掺杂氧化铝面临孔结构较差的问题。本论文在温和体系中保证氟作用效果的基础上,使孔结构得到保留。采用恒温浸渍法,实现氟和硼的协同作用,在增加Br(?)nsted酸的同时,使Lewis酸逐渐降低。通过正交法确立了Br(?)nsted酸形成的主要影响因素,通过单因素变量法合成了系列Br(?)nsted酸、Lewis酸及B/L值规律性变化的氧化铝,优化合成条件后可以在孔结构几乎不变的前提下,使得B/L值提升到3.57。多孔性的掺硅氧化铝多有报道,但研究重点多在模板剂的作用机理上,制备方法面临着比表面积和孔容无法同时提高、材料合成成本过高等问题。其中最重要的是硅的制孔机理不明确,造成无模板剂时硅掺杂氧化铝孔结构的提高具有随机性。同时,Si含量降低,会导致Br(?)nsted酸逐渐消失,但Si/Al<1时含Br(?)nsted酸的材料也有报道,对于Br(?)nsted酸消失的原因及重新构建的方法也存在争议。有鉴于此,本论文提出:(1)硅抑制晶粒过密堆积、形貌诱导和孔道保护三重制孔机理,在此机理指导下的无机体系中以工业原料合成了比表面积在500 m~2/g以上,孔容在2.0 cm~3/g左右的多级孔氧化铝;(2)掺硅氧化铝Br(?)nsted酸的形成机理,并证明该理论扩展到二组分金属氧化物的可能性;(3)展示了一种合成多级孔和Br(?)nsted酸兼具的氧化铝的可能性。因此,氟掺杂氧化铝可在孔结构几乎不变的基础上,实现B/L值规律性调变,但因环境问题仅具有基础研究意义。无模板剂合成硅掺杂的多级孔氧化铝在孔结构方面具有突破性进展,铈、硅共掺杂的氧化铝可以实现兼具多级孔和Br(?)nsted酸,这两种氧化铝不仅具有理论研究意义更具有应用价值。
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