Ni2P/TiO2上噻吩加氢脱硫性能研究

在10%H2/N2流动气氛下,用程序升温还原方法由相应的磷酸盐合成了二氧化钛负载磷化镍(Ni2P/TiO2)催化剂,用X射线衍射(XRD)、低温N2吸附(BET)等技术对催化剂的结构和性质进行了表征,在高压连续流动固定床反应装置上以噻吩为模型化合物,考察该催化剂的制备条件对其加氢脱硫性能的影响.结果表明,由Ni/P摩尔比为1/2和1/3的前驱体制备的催化剂表面仅出现Ni2P物相;由Ni/P摩尔比为1/1的前驱体制备的催化剂表面出现的主要物相为Ni2P,同时还存在少量Ni12P5相.催化剂的比表面积随前驱体中Ni和P含量的增加而减小.在温度370℃,压力3.0 MPa,VHSV为2 h-1,氢油比(v/v)为450的反应条件下,由Ni负载量为15%(wt)、Ni/P摩尔比为1/2的前驱体所制得Ni2P/TiO2催化剂对含硫0.1%(wt)油具有接近100%的脱硫转化率,并有良好的稳定性.加氢脱硫反应工艺条件研究结果表明:压力、液时进料体积空速以及氢油比对Ni2P/TiO2催化剂对噻吩加氢脱硫性能影响在较宽的范围内变化不大.反应温度对该催化剂上的噻吩加氢脱硫反应的影响较大,当反应温度高于300℃,催化剂对噻吩加氢脱硫性能达到接近100%的脱硫率.     

Ni2P/TiO2对甲苯的催化加氢反应性能

以TiO2为载体,磷酸盐为前驱物,用程序升温还原方法制备了系列Ni2P/TiO2催化剂。用X射线衍射（XRD）对催化剂样品的物相进行了分析表征。以甲苯气相加氢反应考察了Ni2P/TiO2催化剂的加氢反应性能。结果表明,TiO2载体上制备的催化剂主要物相为Ni2P。Ni2P/TiO2催化剂对甲苯加氢反应具有较高的转化率、100％产物选择性以及良好的稳定性能。反应温度和反应H2流速对甲苯转化率有影响,随反应温度的增加,甲苯转化率先增加后降低,250℃时,相对较高。随反应H2流速的增加,甲苯转化率降低。Ni负载量及前驱体中P含量对催化剂的性能也有影响,随Ni负载量及P含量的增加,催化剂的活性均先升高后降低,P含量较低的催化剂有部分失活。     

Ni—Mo／TiO2-Al2O3催化剂上柴油加氢脱硫反应动力学研究

以混合柴油为原料,采用高压滴流床反应器,在反应温度280—360℃、氢分压5-7MPa、氢油体积比300～900、液时空速1—6h。的条件下,考察了柴油在Ni-Mo／TiO2-Al2O3催化剂上的加氢脱硫反应规律,并建立了柴油加氢脱硫经验型模型。采用Levenberg—Marquard优化方法,对实验数据进行回归,确定了反应动力学模型中的有关参数,得到的反应级数为2．9,加氢脱硫反应的表观活化能为143613J／mol,同时得到了在实验条件范围内Ni—Mo／TiO2-Al2O3催化剂上柴油的加氢脱硫动力学方程。经检验,模型计算结果与实验数据吻合良好。     

La、EDTA改性对Ni-W/TiO_2-Al_2O_3催化剂结构及加氢脱硫性能的影响

采用等体积浸渍法制备了以TiO_2-Al_2O_3为载体,Ni、W为活性金属组分的加氢脱硫催化剂,考察了稀土金属镧(La)、乙二胺四乙酸(EDTA)改性以及La-EDTA组合改性对催化剂结构和加氢脱硫性能的影响。通过X射线衍射、N2吸附-脱附、H2-程序升温还原和扫描电子显微镜对催化剂进行表征分析。结果表明,La和EDTA均可改善活性组分与载体间的相互作用,增加了Ni-W-S活性相的数量,有利于金属组分的还原;同时能够丰富催化剂孔道,抑制催化剂表面金属离子聚集,得到更好的孔结构、更高的活性相分散度。La或EDTA以及两者同时改性后的催化剂噻吩硫脱除率均明显高于未改性催化剂,其中Ni-W-La-E催化剂上噻吩转化率为99.7%。     

Al2O3-ZrO2负载Ni2P催化剂加氢脱硫脱氮活性

采用浸渍-沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合氧化物,通过程序升温还原法制备Ni2P/Al2O3-ZrO2催化剂。运用X射线衍射、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱技术对载体和催化剂进行表征,并以噻吩加氢脱硫、吡啶加氢脱氮反应为探针考察复合氧化物对Ni2P催化剂加氢活性的影响。结果表明,在Al2O3表面引入少量ZrO2,既保持了γ-Al2O3大比表面积的结构优势,又减少了P或Ni与Al2O3表面的接触,促进Ni2P的形成。载体中ZrO2质量分数20%的Ni2P/Al2O3-ZrO2催化剂活性最高,载体焙烧温度过高会导致催化剂活性下降。     

裂解汽油中噻吩加氢脱硫反应宏观动力学

采用微型等温积分反应器,以组分苯、苯乙烯、噻吩与溶剂正己烷的混合物作为模型化合物,在消除催化剂外扩散影响的基础上,建立了幂函数型的噻吩加氢脱硫反应宏观动力学模型并研究裂解汽油二段加氢过程中噻吩在Co-Mo/Al2O3催化剂上的加氢脱硫反应动力学.通过对比研究噻吩在单一体系和模型化合物中的加氢脱硫反应,探讨了裂解汽油中不饱和烃对噻吩加氢脱硫的影响.实验结果表明,裂解汽油中的不饱和烃会影响噻吩加氢脱硫反应速率,但并不改变其反应机理.噻吩转化率的模型计算值与实验值吻合较好,说明所建立的动力学模型适合描述裂解汽油二段加氢过程中噻吩的加氢脱硫反应.     

CeO2改性的Ni2P催化剂加氢脱硫反应性能

以二苯并噻吩（DBT）的十氢萘溶液（DBT质量分数为0．8％）为模型化合物,考察了CeO2改性的Ni2P催化剂加氢脱硫（HDs）反应性能,并用X射线衍射（xRD）和程序升温还原（TPR）对催化剂进行了表征。XRD结果表明,CeO2的引入抑制了Ni5P4杂晶的生成,Ni2P催化剂的晶粒尺寸随CeO2含量的增加而降低。TPR结果显示,在CeO2与Ni2P催化剂前驱体之问存在较强的相互作用,虽然抑制了NiO的还原,但促进了Ni2P物种的生成。从DBT的HDS反应结果可以看出,CeO2对于Ni2P加氢脱硫催化剂是一种有效的助剂,它的引入同时促进了Ni2P催化剂直接脱硫（DDS）和加氢（HYD）路径反应活性,从而提高了催化剂HDS活性。其中,催化剂的HYD反应活性随CeO2含量的变化规律与催化剂晶粒尺寸变化规律相似,说明Ni2P催化剂HYD反应活性对催化剂结构变化较为敏感。     

高分散Ni_2P/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其加氢脱硫性能研究

分别以商品化和水热法合成的多级孔结构的γ-Al_2O_3为载体,采用磷源热解法制得负载型Ni_2P催化剂。通过XRD、SEM、N_2物理吸脱附和CO化学吸附等手段对所制备的载体及催化剂进行表征,考察了不同载体对催化剂常压下噻吩加氢脱硫性能的影响。结果表明,自制的γ-Al_2O_3具有更高的比表面及发达的微观结构,以其为载体制备的Ni_2P催化剂具有更高的分散度及催化脱硫性能。在反应温度为370℃、反应压力为1.01×10~5Pa、氢/油体积比为500、空速为3.2 h~(-1)的条件下,HDS转化率达到95.5%。     

Au-Pd/TiO2-Al2O3催化剂的加氢脱硫性能研究

采用溶胶凝胶(sol-ge1)、共沉淀(CP)和沉积沉淀(DP)法制备了介孔TiO2-Al2O3复合载体(简称复合载体);以噻吩加氢脱硫(HDS)为探针反应,考察了复合载体制备条件对负载型Au-Pd催化剂噻吩HDS反应性能的影响;并采用X射线衍射进行表征.结果表明,不同温度焙烧的TiO2一Al2O3复合载体都具有介孔结构,其中773 K焙烧制得的TiO2一Al2O3复合载体的比表面积和孔容较大,B酸中心较多;以乙醇还原的Au-Pd/TiO2-Al2O3催化剂的加氢脱硫活性较好.乙醇还原的Au-Pd/TiO2-Al2O3催化剂中Au-Pd之间及活性组分与载体之间的相互作用较强,形成AuxPdy合金的晶粒较小,活性组分的分散度和活性表面积较大,反应活化能较低,这些均有利于催化剂活性的提高.     

TiO_2载体在柴油加氢脱硫中的应用进展

从改变催化剂载体性质的角度出发,介绍了TiO2作为柴油加氢脱硫催化剂载体的优越性,综述了TiO2载体的成型及其在柴油加氢脱硫过程中的应用状况。TiO2载体的成型已取得了很大的进展,基本可满足柴油加氢精制过程对载体的要求。提高以TiO2为载体的柴油加氢脱硫催化剂的性能主要有以下几种方法:(1)采用镧、铈等过渡金属对载体进行改性;(2)采用助剂对催化剂进行修饰;(3)采用大比表面积的纳米TiO2或TiO2纳米管作为载体。今后的发展方向仍将致力于TiO2成型载体性能的提高以及高活性Co(Ni)Mo/TiO2催化剂制备新方法的研究上,以适应柴油深度加氢脱硫的要求。     

载体二氧化钛的晶型对对硝基苯酚加氢催化剂Ni/TiO2的影响

The catalytic hydrogenation ofp-nitrophenol to p-aminophenol was investigated over Ni/TiO2 catalysts prepared by a liquid-phase chemical reduction method. The catalysts were characterized by inductively coupled plasma （ICP）, X-ray powder diffraction （XRD）, transmission electron microscopy （TEM）, X-ray photoelectron spectra （XPS） and temperature-programmed reduction （TPR）. Results show that the titania structure has favorable influence on physio-chemical and catalytic properties of Ni/TiO2 catalysts. Compared to commercial Raney nickel, the catalytic activity of Ni/TiO2 catalyst is much superior, irrespective of the titania structure. The catalytic activity of anatase titania supported nickel catalyst Ni/TiO2（A） is higher than that of rutile titania supported nickel catalyst Ni/TiO2（R）, possibly because the reduction of nickel oxide to metallic nickel for Ni/TiO2（A） is easier than that for Ni/TiO2（R） at similar reaction conditions.     

Preparation of Ni2P/Al-SBA-15 catalyst and its performance for benzofuran hydrodeoxygenation

The Al-doped Ni2P/Al-SBA-15 catalyst with high hydrodeoxygenation(HDO)activity was synthesized by tem-perature programmed reduction at a relatively low reduction temperature of 400°C.The as-prepared catalyst was characterized by X-ray diffraction(XRD),H2temperature-programmed reduction(H2-TPR),X-ray photo-electron spectroscopy(XPS),transmission electron microscope(TEM),NH3temperature programmed desorp-tion (NH3-TPD), N2adsorption-desorption and CO uptake. The effect of Al on benzofuran (BF) HDO performance was investigated.The result indicates that the incorporation of Al into the SBA-15 support can pro-mote the formation of much uniform,smaller,highly dispersed Ni2P particles on the catalyst.The Al also contrib-utes to suppress the enrichment of P and promote more exposed Ni sites on the surface. In addition,the incorporation of Al can enhance the acid strength.The total deoxygenated product yield over Ni2P/Al-SBA-15 reached 90.3%,which is an increase of 19.4%,when compared with that found for Ni2P/SBA-15(70.9%).     

高分散纳米Y型分子筛负载Ni_2P催化剂的制备及其加氢脱硫性能

以无模板剂法合成的纳米Y型分子筛(35 nm左右)为载体,采用低温还原法制备了高分散Ni_2P/NY催化剂,同时制备了普通Y型分子筛担载的Ni_2P/Y催化剂作为对比。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对载体和催化剂进行了表征,并在固定床反应器中考察了不同催化剂对4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的加氢脱硫反应性能。结果表明,该催化剂的高活性来自纳米Y型分子筛上Ni_2P分散度的提高和高活性中心的暴露。在反应温度为340℃,反应压力为3.0 MPa的条件下,以Ni_2P/NY为催化剂,4,6-DMDBT的转化率达到了96.0%,高于CoMoS/Al_2O_3商业催化剂(77.2%)和Ni_2P/Y催化剂(67.0%)。     

载体对镍催化剂催化间二硝基苯加氢制间苯二胺反应性能的影响

The hydrogenation of m-dinitrobenzene to m-phenylenediamine in liquid phase was studied with the nickel catalysts supported on SiO2, TiO2, γ-Al2O3, MgO and diatomite carders. Based on the experiments of X-ray diffraction （XRD）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）, temperature-programmed reduction （TPR）, temperature-programmed desorption of hydrogen （H2-TPD） and activity evaluation, the physico-chemical and catalytic properties of the catalysts were investigated. Among the catalysts tested, the SiO2 supported nickel catalyst showed the highest activity and selectivity towards m-phenylenediamine, over which 97.3% m-dinitrobenzene conversion and 95.1% m-phenylenediamine yield were obtained at 373K under hydrogen pressure of 2.6MPa after reaction for 6 h when using ethanol as solvent. Although TiO2 and diatomite supported nickel catalysts also presented high activity, they had lower selectivity towards m-phenylenediamine. As for γ-Al2O3 and MgO supported catalysts were almost inactive for the object reaction. It was shown that both the activity and selectivity of the catalysts were strongly depended on the interaction between nickel and the support. The higher activities of Ni/SiO2, Ni/TiO2 and Ni/diatomite could be attributed to the weaker metal-support interaction, on which Ni species presented as crystallized Ni metal particles. On the other hand, there existed strong metal-support interaction in Ni/MgO and Ni γ-Al2O3, which causes these catalysts more difficult to be reduced and the availability of Ni active sites decreased, resulting in their low catalytic activity.     

多孔ZSM-5沸石负载Ni2P催化剂对苯乙炔的选择性加氢性能

以酸性多孔ZSM-5沸石(HZSM-5-M)和高比表面积的氧化硅(SiO2)为载体，采用等体积浸渍法制备了负载Ni2P催化剂(Ni2P/HZSM-5-M和Ni2P/SiO2)，对比研究了它们在苯乙炔选择性加氢反应中的催化性能。采用XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD、H2-TPR、SEM和TEM对载体及其负载的Ni2P催化剂进行了表征。催化剂活性结果为：当反应时间为2 h，苯乙炔在Ni2P/HZSM-5-M催化剂的转化率为98.5%，而在Ni2P/SiO2催化剂上仅为45.6%。说明Ni2P/HZSM-5-M催化剂的加氢活性显著高于Ni2P/SiO2催化剂。这是因为，与Ni2P/SiO2催化剂相比，在Ni2P/HZSM-5-M催化剂上形成了小颗粒的Ni2P活性相。同时，Ni2P/HZSM-5-M催化剂的活性具有良好的重复性。     

Preparation of highly active MCM-41 supported Ni2P catalysts and its dibenzothiophene HDS performance

Highly active MCM-41 supported nickel phosphide catalysts for hydrodesulfurization(HDS) were synthesized by two different phosphorus sources, in which the surface of Ni_2P catalysts were modified by air instead of being passivated by O_2/N_2 mixture. In addition, the catalysts need not be activated with flowing H_2(30 ml·min~(-1))at 500 °C for 2 h prior to reaction as traditional method. X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), N_2-adsorption specific surface area measurements and CO chemisorption were used to characterize the resulting catalysts. The effect of modification with air on the surface of the catalysts for HDS performance was investigated. Results showed that the surface modification with air can promote the formation of smaller Ni_2P particles and more active Ni sites on surface of catalysts. At 3.0 MPa and 613 K, the dibenzothiophene(DBT)conversion of the catalysts modified with air was 98.7%, which was 7.1% higher than that of catalyst passivated by O_2/N_2 mixture. The higher activities of Ni_2P(x)/M41-O catalysts can be attributed to the smaller Ni_2P particles sizes and the increased hydrogen dissociation activity due to the surface modification.     

Cu-Ni/γ-Al_2O_3的制备及其催化苯羟基化反应性能

用程序升温还原方法合成了Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂,使苯直接羟基化合成苯酚。对该反应过程中,反应温度、反应溶剂、反应原料的不同配比等因素的影响进行了探讨。采用H2-TPR、XRD等技术考察了CuO、NiO的还原状态,确定了最佳还原温度和最佳反应条件:在350℃的还原温度下,当反应温度为70℃、水为反应溶剂、n(H2O)∶n(C6H6)=40∶1、n(H2O2)∶n(C6H6)=5∶1时,苯转化率为36.2%,苯酚选择性为86.3%,苯酚收率为31.2%。     

Ru/TiO_2催化剂制备及其在有机酸废水湿式氧化中的应用

以纳米TiO_2为载体,通过优化制备方法,合成了高活性的Ru/TiO_2贵金属催化剂,采用X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附、程序升温还原(H_2-TPR)和透射电镜(TEM)等手段对催化剂进行表征,并将制备的催化剂应用到湿式氧化处理3种有机酸模拟废水中。研究表明,氢气还原有助于Ru在TiO_2表面的分散,由此制备的催化剂氧化活性较高。在200℃,初始氧压3 MPa的条件下反应2 h,Ru/TiO_2在湿式氧化处理丙烯酸、丁二酸和乙酸有机酸模拟废水时,化学需氧量(COD)去除率分别达到95.3%,91.6%和70.1%。     

载体制备方法对Ni/TiO2催化剂顺酐液相加氢性能的影响

为了制备高活性和高选择性催化剂,实现顺酐下游加氢衍生物的定向合成,分别采用水热法、沉淀法和溶胶-凝胶法制备TiO2载体,并以浸渍法制备Ni质量分数为10%的Ni/TiO₂催化剂。采用N₂低温物理吸附、XRD、H₂-TPR及H₂-TPD等方法对催化剂进行表征,并评价催化剂的顺酐液相加氢性能。结果表明,以溶胶-凝胶法制备TiO₂为载体的催化剂具有最高的CC及CO加氢活性,在反应温度240 ℃和氢压5 MPa条件下,顺酐转化率为100%,γ-丁内酯选择性为52.2%,是相同反应条件下水热法TiO₂负载Ni催化剂的3.3倍和沉淀法TiO₂负载Ni催化剂的6.2倍。产生这一现象的原因与溶胶-凝胶法制备的TiO₂以锐钛矿和金红石混合晶相存在有关。     

La-Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂及加氢脱硫性能

以介孔分子筛SBA-15为载体,制备一系列不同La含量的La-Ni₂P/SBA-15催化剂前驱体,将La-Ni₂P/SBA-15前驱体涂覆在预处理的整体式载体堇青石上,在H2气氛程序升温还原,制备不同La含量的La-Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂。对合成的催化剂进行X射线衍射和N2吸附-脱附结构表征,并评价对二苯并噻吩的加氢脱硫活性。结果表明,Ni₂P存在于所有的La-Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂中,且随着La含量的增加,La-Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂的比表面积和孔体积均有一定程度的提高,催化活性也提高。对于Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂,在300 ℃和380 ℃时,二苯并噻吩加氢脱硫转化率仅为27.2%和91.3%;而1.5%La-Ni₂P/SBA-15/堇青石催化剂在300 ℃和380 ℃时,二苯并噻吩转化率分别为36.8%和96.3%,显示出较好的二苯并噻吩加氢脱硫活性。La-Ni₂P/SBA-15/堇青石整体式催化剂在对二苯并噻吩的加氢脱硫过程中,以直接脱硫和加氢脱硫两种脱硫方式同时进行,并且以直接脱硫为主。