生物质能加氢精制：过渡金属氧化物催化剂的制备与性能研究

生物质能加氢精制：过渡金属氧化物催化剂的制备与性能研究

概括：

生物质能源是一种清洁、丰富、具有很高利用价值的可再生能源，但由于生物质油含氧量高、热值低、粘度大、稳定性差、腐蚀性强，必须进行加氢处理。过渡金属氧化物催化剂用于生物油加氢脱氧研究中，可以克服其他催化剂在高氧含量存在下易失活、稳定性差的缺点，具有天然的优势。本文采用共沉淀法和固相法制备了NiMo和NiW复合催化剂，并利用XRD、BET、XRF和NH3-TPD等对其进行了表征分析。以对甲基苯酚为原料在固定床反应器中进行加氢脱氧反应，考察了各种催化剂的加氢脱氧性能。 首先采用共沉淀法制备了NiMo复合催化剂，通过改变催化反应的温度、液时空速、氢油比找到了适宜的加氢脱氧工艺条件：反应温度200℃，氢气压力0.3MPa，液时空速1.5h-1，氢油比VH2/VFeed=150。此外，通过对甲基苯酚加氢脱氧反应实验结果发现，第二组分Mo的加入大大提高了镍基催化剂的加氢脱氧活性，在一定的反应条件下，采用催化剂Ni-Mo-1进行对甲基苯酚加氢脱氧反应的转化率可达90%以上，脱氧率可达50%以上。 然后采用固相法制备NiMo复合催化剂，通过XRD、BET、NH3-TPD等表征表明，添加剂Mo的加入可以增加活性组分的分散性，大幅度提高样品的比表面积（261.8m2/g）、孔容、孔径和酸性；同时对甲酚加氢脱氧反应的转化率和脱氧率明显提高。采用NiMo-1催化剂时反应转化率可达95.23%，对甲酚脱氧率可达78.94%，产物的选择性表明其加氢脱氧反应途径主要为加氢-氢解。另外，采用同样的方法研究了W的加入对镍基催化剂的影响。 催化结果表明，W的加入提高了镍基催化剂的加氢脱氧活性，NiW复合催化剂可使对甲酚的脱氧率达到60%以上，但其对甲酚反应的转化率和脱氧率均低于NiMo复合催化剂。通过对这些催化剂的活性进行对比分析，固相法制备的NiMo复合催化剂表现出了更好的加氢脱氧性能和产物选择性。实验中NiMo复合催化剂表现出的优异催化性能为进一步研究生物油脱氧提供了重要基础。

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