Ni-W-B非晶态催化剂的制备及其加氢脱氧性能研究

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随着社会的工业化、城镇化程度不断加深,可持续发展的过程中面临着日益突出的能源危机和环境污染两个问题,在这两个问题的压力下,寻求新型可再生能源成为解决问题的关键。生物质能成为潜力最大的可再生能源,日益受到人们更多的关注。生物质能在利用过程中通过快速高温裂解生成生物油,这种油的品质因含氧量非常高,影响了生物油的品质,导致其热值低,理化性质差,具有较强的腐蚀性,阻碍了其在社会生产中的广泛应用。基于此,对生物油进行加氢脱氧精制意义非常重大,而加氢脱氧精制过程中较为关键的地方就是寻求高加氢脱氧活性的催化剂。非晶态合金催化剂作为一种较为新型的环境友好型的催化剂,其独特的性质特点使其广泛应用于社会生产中,尤其是在加氢反应中。本文通过化学还原法制备了以硼氢化钠为还原剂的Ni-W-B非晶态催化剂,催化剂的表征分析仪器主要有:比表面积(BET)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(XPS)。对Ni-W-B非晶态催化剂进行了改性研究,研究了助剂La、Ce、Cr的加入对制备Ni-W-B非晶态催化剂及催化剂加氢脱氧性能的影响,同时研究了助剂La、Ce的含量对于非晶态催化剂制备及其催化反应活性的影响。对实验结果分析可知,所制备的不同类型催化剂均为非晶态结构。在Ni-W-B及其改性非晶态催化剂中,W没有被NaBH4还原,依旧以WO3的形式存在于催化剂中。当反应温度达到548K时,所制备的催化剂由非晶态结构转变为晶态结构。所制备的非晶态催化剂在催化反应中表现出较高的加氢脱氧活性,加入助剂La、Ce、Cr后能增强催化剂的脱氧活性,但助剂Cr的加入并没有显著提高催化剂的加氢活性。文章分析了La含量和Ce含量对Ni-W-B非晶态催化剂及其加氢脱氧性能的影响。结果表明,一定量的La助剂加入到Ni-W-B非晶态催化剂中,有助于提高催化剂中Ni0的含量,催化剂的比表面积随着La含量的增加先变大后减小,催化剂的加氢脱氧活性也有所变化,当La3+:W6+=50:1000时,催化剂催化苯酚的加氢脱氧效果最好。助剂Ce的加入使得Ni-W-B非晶态催化剂比表面积先减小后增大,加氢脱氧性能有一定的提高,在Ce3+:W6+=25:1000时,催化剂催化对甲酚的加氢脱氧效果最好。
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