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航空煤油基本组成为碳数在8-17的烷烃(C8-C17),部分环烷烃、芳烃和少量添加剂。采用动植物油脂衍生物脂肪酸为原料可生产C8-C17烷烃,由此得到的航空煤油称为生物航空煤油,该燃料的使用既可以缓解由于二氧化碳排放造成的温室效应,缓解石油供应紧张压力,还可以降低化石燃料生产成本。SAPO-11分子筛酸性温和、具有独特的孔道结构(椭圆形十元环一维直孔道),是一种出色的酸性分子筛载体。贵金属Pt具有较好的脱氧性能,反应条件相对于传统的催化剂也比较温和,被广泛应用于油脂脱氧(DO)催化反应中。本文制备Pt-SAPO-11分子筛双功能催化剂用于油酸DO制备C8?C17烷烃组分。本文的具体研究工作如下:
(1)本文以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为表面活性剂,采用一步水热法制备了有序介孔分子筛SAPO-11(OMSMS)载体,然后分别采用浸渍法和沉积沉淀法制备了Pt基金属-酸双功能催化剂。TEM和小角XRD表征结果表明,P/Al摩尔比例为0.95时,合成的SAPO-11分子筛具有有序的条形介孔孔道;煅烧温度为700℃时,样品的有序介孔孔道更清晰,其BET比表面积为171m2/g;采用沉积沉淀法制备的催化剂活性组分Pt分散性更好,Pt纳米颗粒粒径更小(3-6nm)。通过考察催化剂对油酸DO反应的催化活性,发现油酸在340℃下反应3h,C8-C17烷烃收率为78%;催化剂在重复使用两次之后,随着活性组分部分流失,催化剂活性降低,C8-C17烷烃收率下降到71%。
(2)本文采用原位封装合成法和协调自组装法,将Pt纳米颗粒封装在SAPO-11分子筛载体孔道内能有效防止其脱落,一步合成了有序蠕虫状介孔Pt@SAPO-11(Pt@S-11)和SA-Pt@SAPO-11(SA-Pt@S-11)催化剂。表征结果显示,所有样品均具有有序蠕虫状介孔结构,金属活性组分Pt分散均匀且粒径分布在3?7nm之间;Pt负载量为1.2%的样品,SAPO-11载体与金属Pt之间的相互作用力最强;1.2%Pt@S-11具有最大的中强酸位点,NH3脱附量为6.2cm3/g STP。将催化剂应用于油酸DO反应中,在最佳反应条件下,油酸DO得到的C8?C17烷烃收率为80.0%。催化剂在重复利用5次后,依然具有较好的催化活性,得到的C8?C17烷烃收率保持相对稳定,为77.1%。
(1)本文以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为表面活性剂,采用一步水热法制备了有序介孔分子筛SAPO-11(OMSMS)载体,然后分别采用浸渍法和沉积沉淀法制备了Pt基金属-酸双功能催化剂。TEM和小角XRD表征结果表明,P/Al摩尔比例为0.95时,合成的SAPO-11分子筛具有有序的条形介孔孔道;煅烧温度为700℃时,样品的有序介孔孔道更清晰,其BET比表面积为171m2/g;采用沉积沉淀法制备的催化剂活性组分Pt分散性更好,Pt纳米颗粒粒径更小(3-6nm)。通过考察催化剂对油酸DO反应的催化活性,发现油酸在340℃下反应3h,C8-C17烷烃收率为78%;催化剂在重复使用两次之后,随着活性组分部分流失,催化剂活性降低,C8-C17烷烃收率下降到71%。
(2)本文采用原位封装合成法和协调自组装法,将Pt纳米颗粒封装在SAPO-11分子筛载体孔道内能有效防止其脱落,一步合成了有序蠕虫状介孔Pt@SAPO-11(Pt@S-11)和SA-Pt@SAPO-11(SA-Pt@S-11)催化剂。表征结果显示,所有样品均具有有序蠕虫状介孔结构,金属活性组分Pt分散均匀且粒径分布在3?7nm之间;Pt负载量为1.2%的样品,SAPO-11载体与金属Pt之间的相互作用力最强;1.2%Pt@S-11具有最大的中强酸位点,NH3脱附量为6.2cm3/g STP。将催化剂应用于油酸DO反应中,在最佳反应条件下,油酸DO得到的C8?C17烷烃收率为80.0%。催化剂在重复利用5次后,依然具有较好的催化活性,得到的C8?C17烷烃收率保持相对稳定,为77.1%。