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绿色化学的兴起,为解决化学工业对环境影响、实现经济和社会的可持续发展提供了有效的手段。理想的绿色技术要求依靠科学技术,从源头上进行治理,在生产过程中避免废气、废液、废渣等的产生。化学反应中实现原子经济性、高选择性、零排放是石油化工追求的目标。石油化工中催化剂的应用,可以加快反应速率、提高选择性,从而减少资源和能源消耗,实现绿色化学的要求。另一方面,使用超低硫含量甚至无硫的汽、柴油可以减少污染物的产生,避免对设备的腐蚀和催化剂的毒化,也符合绿色化学的要求。实现上述目标的核心就是开发新型高效的催化材料以及优良的汽、柴油脱硫吸附剂。猝冷骨架镍(RQ Ni)则有望成为这样的加氢催化剂和汽、柴油中脱硫的吸附剂。 RQ Ni是在Raney Ni制备的过程中引入猝冷技术后得到的新型骨架镍固体,即将Ni-Al合金液体以~106K·s-1的速度进行冷却,然后把合金中的铝用碱抽提除去。本论文中,我们对RQ Ni样晶进行了系统的表征,考察了它们的活性和选择性、热稳定性以及有机硫在其上发生吸附解离的过程,揭示RQ Ni结构与催化性能和脱硫能力之间的关系,同时考察合金的制备参数、抽提条件、修饰方法对RQ Ni样品的影响。结果表明,RQ Ni保持了Raney Ni具有大比表面积和孔容的特点,同时与Raney Ni相比,又具有更加均匀的元素成分、更多的缺陷密度、更大的固溶度、更高的耐热和耐腐蚀能力等特点。采用猝冷技术可以调变RQ Ni中Ni-Ni之间的距离,改变骨架镍与反应物分子的匹配程度,从而可以提高或抑制反应活性,以满足不同过程的要求。RQ Ni样品作为催化剂,具有比工业上广泛使用的Raney Ni催化剂更高的活性、选择性和热稳定性,同时又具有比猝冷合金更大的比表面积,而且使用前无需任何处理。作为汽、柴油中脱硫的吸附剂,RQ Ni样品显示出相当可观的硫容和很高的极限脱硫率。 1、RQ Ni基催化剂结构表征和催化加氢研究 采用猝冷技术制备了与工业上广泛应用的Raney Ni-Al合金相同组成的猝冷Ni50Al50合金,经碱抽提后制备了RQ Ni50催化剂。采用各种手段,如ICP-AES、