K-Co-Mclay催化剂的制备、结构及CO加氢合成醇性能研究.docx

中国绅誊敢求 中国绅誊敢求 犬誊 硕士学位论 又 K．Co．Mo／clay催化剂的制备、结 构及CO加氢合成醇性能研究 作者姓名： 武改美 学科专业： 物理化学 导师姓名： 汪文栋(副教授)，鲍骏(副研究员) 完成时间： 二。一五年四月二十七日 万方数据 I燃料University I燃料 University of Science and Technology of China A Dissertation for Master’S Degree Prep aration，Structure and Performance of Clay--supported Mo．．based catalysts for Higher Alcohol Synthesis from Syngas Author’S Name： Gaimei Wu Speciality：Physical Chemistry Supervisor： Wendong Wang(A．P．)，Jun Bao(A．P．) Finished time：April 27th，20 1 5 万方数据 中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成 中国科学技术大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成 果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写 过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确 的说明。 作者签名：煎速 签字日期： 垒Q压!』。芝 中国科学技术大学学位论文授权使用声明 作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥 有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学 位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 必威体育官网网址的学位论文在解密后也遵守此规定。 作者签名：煎越 新虢(啦 画公开口必威体育官网网址(——年) 签字日期：2旦匹，盘!三 签字日期：也!￡鱼二圣 万方数据 摘要摘要 摘要 摘要 低碳醇可以作为汽油添加剂、清洁燃料和化工基础原料，具有重要的应用价 值。在由CO加氢制备低碳醇的催化剂体系中，钼基催化剂因为其独特的抗硫性 能而受到广泛关注。本论文在课题组以往工作基础上，以粘土clay为载体，将 溶胶凝胶与等体积浸渍法相结合，制备了一系列clay担载的K—Co—Mo催化剂， 采用XPS、H2．TPR、XRD、N2等温吸脱附等手段系统研究了不同Mo负载量和 还原温度对催化剂结构的影响，并结合CO加氢合成低碳醇性能测试结果，探究 了催化剂的构效关系。 本论文分为三个章节：第一章是文献综述；第二章主要介绍了Mo的担载量 对催化剂结构及性能的影响；第三章主要研究还原温度对催化剂结构及性能的影 响。 第一章绪论首先介绍了与低碳醇相关的背景知识；其次综述了当前合成气催 化转化中涉及到的几种催化剂体系：改性甲醇合成催化剂、改性F．T合成催化剂、 贵金属Rh基催化剂和Mo基催化剂的发展历程、研究现状及各自的优缺点。并 对Mo基催化剂的载体助剂等效应作了重点介绍；最后介绍本论文的研究内容及 研究方法。 第二章研究了Mo负载量对催化剂结构和合成醇性能的影响。XRD结果表 明活性组分在clay载体表面有较好的分散度。活性组分的担载降低了clay的层 间距离，但clay的基本结构没有发生明显变化。在催化剂还原后出现了CoMoO。 物种，说明还原温度过程促进了Co与Mo物种的相互作用。XPS结果表明新鲜 催化剂表面存在M04+和M06+，还原后生成了一种新的Mo叶(O64)物种，该物 种被认为是CO非解离吸附的活性中心，有利于醇的形成。N2等温吸脱附结果表 明，clay属于Ⅳ类等温线H3型回滞环的结构。负载催化剂保持了clay孔结构的 完整性。H2一TPR结果表明Mo负载量的提高促进了M06+的还原，但是对C02+ 和M04+的还原没有明显的影响。活性测试结果表明，在Mo负载量为50％时， 醇的时空产率为98．6眺g。1h。1，与非负载催化剂相比提高了约50％，同时醇产物 分布中C10H／C2+OH从O．88下降到O．50。负载催化剂活性较高的原因可归结为 催化剂的介孔结构在一定程度上延长了合成醇反应中间体在孔道中的滞留时间， 有利于C2+OH醇的形成；此外，活性组分在clay表面具有较高的分散度。这意 味着催化剂具有较高的活性比表面积，有利于醇的形成。 第三章主要是研究还原温度对催化剂结构和性能的影响。还原温度的提高增 强了粒子的晶