ZrO2改性对Ni/SBA-15催化二苯并呋喃加氢脱氧的促进作用研究
2021-06-02杜朕屹李文英
燃料化学学报 2021年5期
关键词:催化剂
郭 良,刘 迪,杜朕屹,冯 杰,李文英
(太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室,山西太原030024)
热解技术是低阶煤分级分质利用的核心,煤焦油是热解技术的主要产物之一。然而,中低温煤焦油中存在大量的含氧化合物[1],这些含氧化合物降低了油品热值和稳定性,降低了油品品质,因此,必须对中低温煤焦油进行加氢精制以满足其作为燃料应用的要求[2]。中低温煤焦油中氧原子主要以酚类、呋喃类形式存在,醚、酮、羧酸、醇、酯等物质的含量相对较低[3,4]。同时各含氧化合物的加氢活性不同,相同反应条件下二苯并呋喃反应活性最低[5,6]。因而以中低温煤焦油中含量高、分子量大、反应活性低的二苯并呋喃为模型化合物可以反映催化剂的加氢脱氧性能[7−9],所得结果具有代表性。Wang等[10]研究了DBF在Pt/介孔ZSM-5分子筛、Pt/微孔ZSM-5分子筛以及Pt/γ-Al2O3催化剂上的加氢脱氧反应,发现高空速下DBF在Pt/介孔ZSM-5催化剂上脱氧程度更高,这是因为介孔ZSM-5载体有规整的介孔孔道,有利于反应物和产物的传质,同时ZSM-5载体表面较强的酸性位点也有利于脱水反应的发生,有利于含氧化合物中氧的脱除。Wang等[11]研究了DBF在SBA-15负载的贵金属催化剂上的加氢脱氧反应,发现贵金属Pt具有较好的加氢活性,Ru具有较高的脱氧产物选择性。然而,贵金属催化剂的成本相对较高,而过渡金属Ni价格低廉,适合替代贵金属催化剂进行工业化应用。加氢脱氧反应中过渡金属Ni有较高的加氢活性,但其断裂C–O键的能力相对较弱,为提高Ni基催化剂性能,研究者已展开如下研究:第一,结合其他活性金属的性质及作用,制备双金属催化剂。……
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