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探究浸渍水蒸气处理对Ni_2P/SiO_2催化剂结构与氯苯加氢脱氯性能影响

收藏本文 2024-03-14 点赞:18860 浏览:75341 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:采取程序升温还原法制备了Ni_2P/SiO_2催化剂,在不同条件下对其进行了水蒸气预处理。采取H2-TPR、CO吸附、NH3-TPD、H2-TPD、XRD、TEM、ICP-AES、N2吸附原位DRIFTS及活性评价等策略探讨了水蒸气预处理对Ni_2P/SiO_2催化剂结构及氯苯加氢脱氯反应活性的影响,浅析了水蒸气处理对Ni_2P/SiO_2催化剂加氢脱氯活性推动作用的机制。探讨结果表明,水蒸气处理对Ni_2P/SiO_2催化剂物相及元素组成、Ni_2P晶粒大小、比表面积及孔结构无显著影响,但导致催化剂表面性质发生显著变化。30℃时水蒸气预处理后催化剂表面金属镍位数量无显著转变;240℃以上预处理后催化剂表面镍中心数量显著减少。水蒸气处理历程中Ni_2P/SiO_2催化剂表面形成新的P-OH基团,使催化剂表面酸量增大。在反应历程中引入水蒸气或用水蒸气预处理均可以显著提升Ni_2P/SiO_2催化剂催化剂的HDC活性。与水蒸气浓度及处理时间相比,水蒸气处理温度对Ni_2P/SiO_2催化剂HDC活性影响显著。随着预处理温度的提升,催化剂初始活性呈下降走势,其中270℃以下水蒸气处理的催化剂初始活性较好。在513K、氯苯空速3.75mlCB·gcat~(-1)·h~(-1)及H2和氯苯的摩尔比9.0的反应条件下,经270℃以下水蒸气处理的Ni_2P/SiO_2催化剂上氯苯初始转化率高于93.8%,约是未预处理催化剂上氯苯初始转化率(5.6%)的17倍。本论文浅析认为,水蒸气处理对Ni_2P/SiO_2催化剂加氢脱氯的推动作用与金属Ni中心和P-OH基团之间的协同作用、镍的电子云密度降低有关。关键词:浸渍法论文程序升温还原论文水蒸气处理论文Ni_2P/SiO_2加氢脱氯论文

    摘要4

    ABSTRACT4-5

    目录5-7

    第一章 绪论7-19

    1.1 课题探讨背景7-8

    1.2 氯代有机物HDC探讨进展8-12

    1.2.1 氯代有机物HDC机理8

    1.2.2 氯代芳烃HDC催化剂8-12

    1.3 磷化物的结构以及制备12-14

    1.4 磷化镍催化剂在加氢脱氯方面的探讨14-17

    1.5 本论文的探讨目的及内容17-19

    1.5.1 探讨思路及探讨目的17-18

    1.5.2 探讨内容18-19

    第二章 实验策略19-25

    2.1 实验原料与仪器19-20

    2.1.1 实验原料与试剂19

    2.1.2 实验仪器19-20

    2.2 Ni_2P/SiO_2催化剂的制备20

    2.3 催化剂的表征20-25

    2.3.1 X-射线衍射20

    2.3.2 BET比表面积及孔结构测定20-21

    2.3.3 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)21

    2.3.4 催化剂还原性能测定(TPR)21-22

    2.3.5 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)22

    2.3.6 氢气程序升温脱附(H_2-TPD)测试22

    2.3.7 氨程序升温脱附NH_3-TPD测试22-23

    2.3.8 CO化学吸附23

    2.3.9 原位漫反射红外光谱(DRIFTS)测试23-24

    2.3.10 催化剂加氢脱氯性能评价24-25

    第三章 水蒸气处理对Ni_2P/SiO_2催化剂结构及氯苯加氢脱氯性能的探讨25-54

    3.1 反应历程中水蒸气对Ni_2P/SiO_2的HDC性能影响25-26

    3.2 水蒸气预处理或钝化-再还原对Ni_2P/SiO_2催化剂HDC性能的影响26-30

    3.2.1 水蒸气预处理的影响26-27

    3.2.2 水蒸气处理温度对Ni_2P/SiO_2的HDC性能的影响27-28

    3.2.3 水蒸气处理浓度对Ni_2P/SiO_2的HDC性能的影响28-29

    3.2.4 水蒸气处理时间对Ni_2P/SiO_2的HDC性能的影响29-30

    3.2.5 还原时间对Ni_2P/SiO_2催化剂的HDC催化性能的影响30

    3.3 催化剂的表征结果及讨论30-52

    3.3.1 催化剂中镍及磷的含量30-31

    3.3.2 BET比表面积和孔结构的测定31-32

    3.3.3 XRD表征结果及讨论32-34

    3.3.4 HRTEM表征结果及讨论34-36

    3.3.5 CO化学吸附结果及讨论36

    3.3.6 催化剂还原性能的表征结果及讨论36-38

    3.3.7 原位漫反射红外光谱测试结果及讨论38-48

    3.3.8 NH_3-TPD表征结果及讨论48-50

    3.3.9 H_2-TPD表征结果及讨论50-52

    3.4 水蒸气处理对Ni_2P/SiO_2催化剂加氢脱氯活性影响浅析52-54

    3.4.1 Ni_2P/SiO_2表面镍中心电子结构的影响52

    3.4.2 金属镍中心和P-OH之间的协同作用52-54

    第四章 结论54-55

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