微藻生物油模型化合物的催化加氫試驗(yàn)研究.pdf

1、以硬臘酸和十六碳酰胺分別為微藻生物油的含氧和含氮模型化合物，通過篩選加氫改質(zhì)催化劑，研究了微藻生物油的催化脫氧脫氮效果。
　　以碳納米管(CNTs)為載體，采用碳熱還原法制各了一系列Mo基催化劑，研究了還原溫度對(duì)Mo基催化劑物相組成的影響，并對(duì)Mo基催化劑進(jìn)行硬脂酸脫氧活性測(cè)試。結(jié)果表明:還原溫度對(duì)Mo基催化劑物相組成影響顯著。隨著還原溫度的升高，催化劑表面的Mo物種逐漸被還原，還原過程為:MoO3→MoO2→Mo→Mo2C。還原

2、溫度為450℃和550℃時(shí)，催化劑的活性相為MoO2;還原溫度為600℃時(shí)，催化劑的活性相為MoO2/Mo/β-Mo2C的混合相;還原溫度為650℃和700℃時(shí)，催化劑的活性相全部轉(zhuǎn)化為β-Mo2C。與MoO2催化劑相比，β-Mo2C催化劑具有較高的催化活性。此外，還原溫度為600℃的MoO2/Mo/β-Mo2C混合相催化劑因具有較大的比表面積，較多的酸中心數(shù)量和較強(qiáng)的H2吸附能力，使得該催化劑在硬脂酸加氫脫氧(HDO)反應(yīng)中表現(xiàn)出最優(yōu)

3、越的催化活性。
　　采用活性較好的β-Mo2C/CNTs催化劑深入探究硬脂酸催化脫氧的最佳反應(yīng)條件和反應(yīng)歷程。結(jié)果表明:硬脂酸催化脫氧的最佳反應(yīng)溫度為180℃，反應(yīng)壓力為4MPa，反應(yīng)時(shí)間為3h和反應(yīng)物與催化劑的用量比為2∶1。在最佳反應(yīng)條件下，硬脂酸的脫氧轉(zhuǎn)化率可達(dá)100％，所得產(chǎn)物主要為十八烷，產(chǎn)率高達(dá)91.24％，表明β-Mo2C/CNTs催化劑具有較高的低溫脫氧活性和選擇性，保持了碳原子的經(jīng)濟(jì)性，且利于加氫脫水反應(yīng)路徑的進(jìn)

4、行。硬脂酸在β-Mo2C/CNTs催化劑作用下的HDO反應(yīng)歷程主要如下:反應(yīng)物硬脂酸(R-COOH)首先通過加氫脫水路徑轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物十八醛(R-CHO)，其次，在H2氣氛下形成的十八醛(R-CHO)經(jīng)過直接的脫羰反應(yīng)轉(zhuǎn)化為少一個(gè)碳原子的十七烷（次要途徑）或者經(jīng)過連續(xù)多次的加氫-脫水-加氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化為十八烷（主要途徑）。其中，中間產(chǎn)物十八醛和十八醇之間的反應(yīng)是相互平衡的。此外，在硬脂酸催化脫氧的循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，β-Mo2C/CNTs催化劑表現(xiàn)

5、出較高的催化穩(wěn)定性，可以經(jīng)過連續(xù)七次的循環(huán)使得產(chǎn)物烷烴的產(chǎn)率變化不明顯;當(dāng)催化劑循環(huán)至第十二次時(shí)，催化劑的穩(wěn)定性降低明顯，通過TEM和XRD的表征結(jié)果得出:β-Mo2C/CNTs催化劑穩(wěn)定性降低的主要原因是載體CNTs結(jié)構(gòu)的破壞。
　　在硬脂酸和十六碳酰胺混合物的催化加氫反應(yīng)過程中，探究了反應(yīng)溫度對(duì)硬脂酸和十六碳酰胺混合物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明:β-Mo2C/CNTs催化劑能有效脫除硬脂酸和十六碳酰胺中的氧原子和氮原子，