Ni、Pd、Pt催化剂木质素衍生间甲基苯酚加氢脱氧研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ychhe123yang
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
将废弃的生物质资源(如农林废弃物、城市生活固体有机垃圾等)转化为生物质燃料可以降低对化石燃料的依赖、减少二氧化碳排放等环境问题、促进人类社会可持续性发展。作为生物质主要成分之一的木质素可以解聚为苯酚类分子。加氢和加氢脱氧反应可以将苯酚类分子有效转化为化学品和燃料。本文选取间甲基苯酚作为苯酚类分子模型化合物,在常压中温(250-400℃)条件下,比较研究其在负载型过渡金属催化剂(Ni/SiO2、Pt/SiO2、Pd/SiO2)上的加氢脱氧性能。催化剂制备采用浸渍法,通过N2等温吸附、XRD及TEM等方法对催化剂结构进行表征。结果表明,SiO2载体比表面积为200m2/g,负载金属后比表面积有所下降。Pd和Pt催化剂具有较好分散性,而Ni催化剂分散度较差。本研究首先分别考察了250℃下Ni、Pd、Pt催化剂对间甲基苯酚的催化性能。研究表明,三种金属催化剂上的脱氧路径是类似的。即甲基苯酚只能通过直接脱氧(DDO)路径去除氧。由于缺少酸活性位,加氢产物甲基环己酮、甲基环己醇不能被脱水,而只能通过脱氢反应重新回到反应物。Ni催化剂与Pd、Pt催化剂相比,具有一定的脱甲基和氢解活性,但脱氧活性却远远低于两种贵金属催化剂。本研究进一步对实验结果进行一级反应动力学拟合,求出各步反应的速率常数,并以此对Ni、Pd、Pt催化剂进行比较。研究表明,两种贵金属催化剂在250℃下的活性相当,对反应物的初始转化速率和脱氧速率分别是Ni催化剂的大约5倍和20倍。与Pd和Pt催化剂相比,Ni催化剂更倾向于催化加氢反应,因此对加氢产物甲基环己酮和甲基环己醇的选择性较高。而醇/酮选择性方面,则有如下顺序:Ni/SiO2>Pt/SiO2?Pd/SiO2。脱氧产物方面,甲苯是最主要的脱氧产物。Pt由于对甲苯的加氢速度较快,因此产物中的环烷烃相对较多。温度对于催化剂活性和选择性产生了巨大的影响。研究发现,提高温度对于加氢反应具有抑制作用,但对于脱氧反应和氢解反应却有促进作用。400℃时,Pd和Pt催化剂主要直接加氢脱氧生成甲苯,而Ni催化剂主要氢解生成甲烷。Ni/SiO2和Pd/SiO2分别由于高温时的强烈氢解活性和快速失活问题,并不适合在较高温度(>350℃)下工作。只有Pt/SiO2在400℃高温下表现出了优良的催化性能。
其他文献
在学习是每一个人基本权利的理念指导下,南非政府致力于从政策的理念设计、发展规划、实施部门和质量框架等方面入手,构建了较为完善的成人学习政策体系。在相关政策的推动下,南
大气污染日益成为关系国计民生的热点问题。新大气防治法已经对各种污染物排放标准作了明确规定,对主要污染物进行实时监测是实施污染排放总量控制政策的必要技术基础。本文
探讨了MAP、磷酸钙盐、白云石及其他形式等回收污泥磷的化学技术,并对这几类污泥磷化学回收技术的研究现状及发展进行了详细的综述。根据目前污泥磷化学回收技术的开发、研究
体素化(Voxelization)模型是为了解决描述模型内部属性如材料、密度等信息时产生的,体素化则是将物体的几何信息转化成最接近物体的体数据(Volume Datas)。体素化后的模型不仅包
和平人格是和平心理学与人格心理学直接对话的产物,为人格心理研究提供了新的视角。和平人格强调挖掘人的和平潜能,使个体实现内心和平。在论述和平人格的理论模型基础上,文章对