Au-Pd雙金屬加氫脫硫催化劑的制備、特點及其載體的研究.pdf

1、加氫脫硫(HDS)過程是將含硫化合物進(jìn)行催化加氫處理使之轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴和H2S，從而降低原料中的硫含量，實現(xiàn)清潔能源。以TiO2-Al2O3為載體負(fù)載Au-Pd雙金屬催化劑用于噻吩加氫脫硫反應(yīng)，載體的種類、制備方法及焙燒溫度對Au-Pd催化劑對加氫脫硫反應(yīng)的影響，Au-Pd雙金屬催化劑的還原方法及過渡金屬摻雜對Au-Pd催化劑催化性能的影響等均未見報道。本文還采用了XRD、ICP、TG-DTA、IR、BET(N2吸附)、H2-TPR、C

2、O(Pyridine)-TPD等技術(shù)對催化劑中Au-Pd及其負(fù)載量、熱穩(wěn)定性，粒子大小和形態(tài)、活性組分表面積、還原性能、吸附性能、表面酸性、載體表面積和孔分布等進(jìn)行了表征。 1.以不同的金屬氧化物和金屬復(fù)合氧化物為載體(Al2O3、TiO2-Al2O3(1:1mol)、ZrO2-Al2O3(1:1mol)、CeO2-Al2O3(1:1mol)、SiO2-15wt％TiO2、SiO2-15wt％ZrO2、SiO2-15wt％CeO

3、2、SiO2-15wt％Al2O3)，采用沉積沉淀法制備Au-Pd催化劑。結(jié)果表明，Au-Pd/TiO2-Al2O3催化劑有較好的噻吩加氫脫硫反應(yīng)活性和穩(wěn)定性，與Au-Pd/Al2O3催化劑相比，Au-Pd/TiO2-Al2O3催化劑有較高的酸密度和酸強度、活性表面積、H2及CO的吸附量。 2.采用溶膠凝膠(sol-gel)法、共沉淀(CP)法和沉積沉淀(DP)法制備了介孔TiO2-Al2O3復(fù)合載體，結(jié)果表明，CP、DP、so

4、l-gel法都可制備出具有介孔特點的TiO2-Al2O3復(fù)合載體，其中以sol-gel法制得的TiO2-Al2O3復(fù)合載體的比表面積、孔容較大。以TiO2-Al2O3為載體的Au-Pd催化劑具有較好的加氫脫硫活性，其中以sol-gel法制備的TiO2-Al2O3為載體所制得的催化劑(Au-Pd/TiO2-Al2O3(S))活性最好。催化劑的表征結(jié)果表明，Au-Pd/TiO2-Al2O3(S)催化劑形成的AuxPdy合金的晶粒較小、數(shù)量較

5、多，催化劑的酸量較大，活性組分的分散度和活性表面積較大以及反應(yīng)活化能較低，這一切均有利于提高催化劑的加氫脫硫活性。 3.考察了TiO2-Al2O3復(fù)合載體的焙燒溫度對Au-Pd/TiO2-Al2O3(S)雙金屬催化劑加氫脫硫性能的影響。結(jié)果表明，不同溫度焙燒后的TiO2-Al2O3復(fù)合載體都具有介孔特點，焙燒溫度在873K-1073K范圍內(nèi)TiO2-Al2O3復(fù)合載體的結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。773K焙燒制得的TiO2-Al2O3復(fù)合載體的

6、比表面積、孔容較大和B酸中心較多，以其為載體的Au-Pd催化劑加氫脫硫活性較好。催化劑活性順序為Au-Pd/TiO2-Al2O3(773K)＞Au-Pd/TiO2-Al2O3(873K)＞Au-Pd/TiO2-Al2O3(973K)＞Au-Pd/TiO2-Al2O3(1073K)。 4.考察了不同還原劑對Au-Pd/TiO2-Al2O3催化劑性能的影響。結(jié)果表明，以PVP為穩(wěn)定劑，與KBH4還原劑相比，乙醇還原的Au-Pd/Ti

7、O2-Al2O3催化劑的加氫脫硫活性較好，其催化劑中Au-Pd之間及活性組分與載體之間的相互作用較強、形成AuxPdy合金的晶粒較小有利于催化劑活性的提高。 5.研究了過渡金屬(TM)Ru、Ni和CoO對Au-Pd/TiO2-Al2O3催化劑的噻吩加氫脫硫性能的影響。結(jié)果表明，摻雜過渡金屬Ru或Ni能促進(jìn)Au-Pd/TiO2-Al2O3催化劑中活性組分和載體的還原、降低催化劑的加氫脫硫反應(yīng)活化能、提高了活性組分的分散度和活性表面