甘油氢解制备二元醇和甘油水蒸气重整制氢催化剂的研究.pdfVIP

摘要 甘油氢解制备二元醇和甘油水蒸气重整制氢是甘油转化利用的两条有效途 径。本文首先研究了Ni P/SiO 和Ni/SiO 催化剂的甘油氢解反应性能，分析了 2 2 2 影响催化剂活性及产物选择性的因素。然后，还研究了稀土金属氧化物助剂 （CeO 、La O 、Y O 、Pr O ）对Ni/γ-Al O 催化剂结构和甘油水蒸气重整制 2 2 3 2 3 6 11 2 3 氢反应性能的影响。 采用浸渍、程序升温还原法制备了 Ni P/SiO 、Ni/SiO 及改性 Ni/γ-Al O 2 2 2 2 3 催化剂，利用N 吸附-脱附、H -TPR、XRD 、XRF 、H -TPD、CO 及H 化学吸 2 2 2 2 附、NH -TPD 及TGA 等手段对催化剂的结构性质进行了表征。采用固定床反 3 应器考察了催化剂甘油氢解和甘油水蒸气重整制氢反应性能。 结果表明，Ni P/SiO 的甘油氢解活性高于Ni/SiO ，这与Ni P/SiO 表面酸 2 2 2 2 2 中心与金属中心之间的协同作用有关。Ni P/SiO 上主要产物为1,2-丙二醇和1- 2 2 丙醇，而Ni/SiO2 上主要产物为1,2-丙二醇、乙二醇和乙醇。提高温度和压力并 没有促进Ni P/SiO 上乙醇和乙二醇的形成，但促进了1,2-丙二醇进一步氢解转 2 2 化为1-丙醇。与Ni/SiO 相比，Ni P/SiO 具有较强的C–O 键断裂活性及较弱的 2 2 2 C–C 键断裂活性。此外，随着甘油浓度、H2/甘油摩尔比的增加及WHSV 的减 小，Ni P/SiO 催化剂上1,2-丙二醇进一步氢解转化为1-丙醇。通过分析认为， 2 2 Ni P/SiO 较强的C–O 键断裂活性与其较多的酸中心有关，而其较弱的C–C 键 2 2 断裂活性可能与其电子及几何结构性质有关。 在甘油水蒸气重整制氢反应中，稀土金属氧化物助剂改性不仅提高了 Ni/γ-Al O 催化剂的活性及H 产量，还明显抑制了催化剂积炭，从而提高了催 2 3 2 化剂的稳定性。通过分析认为，这与稀土金属氧化物助剂改性提高了催化剂表 面Ni 位密度及减少了酸量密切相关。与Y O 及La O 相比，Pr O 和CeO 较 2 3 2 3 6 11 2 好的改性效果与其氧化-还原能力有关。 关键词：甘油氢解、甘油水蒸气重整、Ni P/SiO 、Ni/SiO 、Ni/γ-Al O 、稀土 2 2 2 2 3 金属氧化物助剂 ABSTRACT Hydrogenolysis of glycerol into diols and steam reforming of glycerol to prepare hydrogen a