MoP/SiO_2-TiO_2-ZrO_2加氢脱硫催化剂的研制

采用共沉淀法制备了SiO2-TiO2-ZrO2复合载体,并用共浸渍法制备了负载型MoP/SiO2-TiO2-ZrO2催化剂,通过H2原位还原技术对催化剂进行还原处理,在小型连续固定床反应器上进行催化剂的加氢脱硫活性评价。结果表明,SiO2-TiO2-ZrO2复合载体为介孔材料,MoP/SiO2-TiO2-ZrO2比一元及二元载体催化剂的加氢脱硫活性提高了12-31%;Si/Ti/Zr摩尔比以及MoP的负载量对催化剂的活性有很大影响,当n(Si)/n(Ti)/n(Zr)=0.163/0.809/0.028、MoP的负载量为20%时,催化剂的加氢脱硫效果最好:在380℃、压力4.0 Mpa、空速6 h(1、氢油比500条件下,二苯并噻吩的转化率达到了99.1%。     

H2S/H2硫化温度对MoP/SiO2催化剂硫醚化性能的影响

以负载磷酸钼为前驱体,采用程序升温还原法制备了MoP/SiO₂催化剂,以体积分数3%H₂S/H₂对其进行了硫化处理,利用XRD、CO化学吸附、NH₃-TPD、HRTEM-EDX、ICP-AES以及XPS等手段对催化剂进行了表征,研究了硫化温度对MoP/SiO₂催化剂结构和异戊二烯与正丁硫醇硫醚化性能的影响。结果表明,即使在400℃硫化处理也未改变MoP/SiO₂催化剂中MoP体相结构;随着硫化温度提高,催化剂表面酸量增加、金属位数量减少,降低了催化剂C-S键氢解及异戊二烯深度加氢活性,但同时也提高了催化剂烯烃聚合活性。经120℃硫化处理的MoP/SiO₂兼具较佳硫醚化及异戊二烯选择加氢性能。     

镍助剂对碳化钼催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能的影响

 将MoO3和Ni-Mo混合氧化物在CH4/H2气氛中程序升温还原碳化制备了相应的碳化钼和碳化镍钼催化剂, X射线粉末衍射表征其物相分别为β-Mo2C和Ni-Mo2C. 考察了Ni助剂对碳化钼催化剂的制备及二苯并噻吩加氢脱硫反应性能的影响. 结果表明, Ni助剂的加入降低了碳化钼催化剂所需的还原碳化温度,提高了催化剂的比表面积,并对其二苯并噻吩加氢脱硫反应活性有明显的促进作用. Ni助剂添加量以Ni/Mo原子比为0.3为宜,此时Ni和Mo之间的催化协同效应达到最佳. 当反应压力为3.0 MPa, 反应温度为330 ℃, 空速8 h-1, H2/原料液体积比为500∶1时, 625 ℃还原碳化制备的碳化镍钼催化剂对0.6%二苯并噻吩/环己烷溶液的二苯并噻吩转化率达到96.25%, 较相应的碳化钼催化剂提高了1.57倍.     

DESs/SG催化剂的制备及其氧化脱硫性能

通过溶胶-凝胶法将脯氨酸基低共熔溶剂负载到硅胶上制得DESs/SG型催化剂。采用FT-IR、XRD、SEM/EDS及N_2吸附-脱附等手段对催化剂的结构进行表征。结果发现,低共熔溶剂可以成功负载到硅胶中,硅胶的比表面积和孔体积有所下降,而孔径增大。以DESs/SG为吸附剂和催化剂,H_2O_2为氧化剂,研究其对模拟油中的二苯并噻吩的脱除性能,考察了低共熔溶剂负载量、反应温度、n(H_2O_2)/n(S)比、催化剂用量、含硫化合物的类型以及催化剂循环使用次数对脱硫效率的影响。结果表明,在最优脱硫条件下,DESs/SG对二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩和苯并噻吩的脱硫率分别为97%、96. 5%和46. 4%;催化剂循环使用九次后,催化脱硫效率仍高达89. 4%。     

H2WO4/GO的制备及其超声-氧化脱除模拟油中的硫化物

以钨酸和氧化石墨烯为原料,利用浸渍法将钨酸负载到氧化石墨烯上制得H₂WO₄/GO。采用XRD、FT-IR、SEM、BET表征确定H₂WO₄/GO的形态及其结构。以H₂WO₄/GO作为催化剂,H₂O₂作为氧化剂,乙腈作为萃取剂超声氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩（DBT）。实验表明,在模拟油为5 mL,钨酸的负载量为30%（质量分数）,催化剂为0.02 g,乙腈为1 mL,H₂O₂/S（mol ratio）为8,反应温度为50℃,超声功率为150 W的最佳反应条件下,二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）、苯并噻吩（BT）的脱除率分别达到96.6%、81.2%、72.8%。同时,考察了催化剂的循环使用性能,并对超声氧化脱硫机理进行了研究。     

制备条件对碳化钼催化剂加氢脱硫性能的影响

以MoO3为前驱体,在CH4/H2气氛中程序升温还原碳化反应制备了Mo2C催化剂,用XRD和BET进行了表征. 以二苯并噻吩/环己烷溶液为模型反应物,评价了制备条件对碳化钼催化剂加氢脱硫性能的影响. 结果表明,在还原碳化温度为675 ℃,恒温保持150 min的合成条件下可制得高纯度的a-Mo2C催化剂,该催化剂表现出了较高的加氢脱硫活性,用质量分数为0.6%的二苯并噻吩/环己烷溶液为反应物,反应压力3.0 MPa,反应空速8 h-1,反应温度330 ℃实验条件下的二苯并噻吩加氢脱硫转化率达到了73.29%. 随还原碳化温度的升高和恒温保持时间的延长,制备的碳化钼催化剂的比表面积下降,表面积炭增多,引起其二苯并噻吩加氢脱硫活性的下降. 适当增大制备过程中还原碳化气体空速,有利于还原碳化反应过程中C、 O之间局部规整反应的进行,并对其二苯并噻吩加氢脱硫活性有明显的促进作用. 实验确定的还原碳化气体空速以1.8×104h-1为宜.     

CeO2/NaY催化剂的氧合及其催化氧化脱硫性能

采用等体积浸渍法制备了一系列CeO₂/NaY催化剂,重点考察了焙烧温度和铈负载量对催化剂活性组分结构及性能的影响。通过拉曼（Raman）光谱、X射线衍射（XRD）、低温N₂吸附-脱附（BET）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）以及氢气程序升温还原（H₂-TPR）等技术对催化剂的结构、形貌和化学性能进行了表征分析。结果表明,焙烧温度与铈负载量对于铈物种在分子筛载体表面及孔道内的分散形态和与载体的相互作用有着重要影响,进而影响催化剂中铈物种的氧合性能与氧化脱硫性能。在常温常压下的氧合性能测试,催化剂最大储氧量为每克催化剂1.44 mmol O₂。在反应温度100 ℃,催化剂用量0.20 g,以正辛烷为溶剂二苯并噻吩初始浓度为500 μg·g^-1的模拟油样20 mL,氧气流量为50 mL·min^-1的条件下,反应240 min二苯并噻吩转化率可达90.10%,二苯并噻吩被氧化为二苯并噻吩砜。因此,发展稀土改性分子筛催化剂,应用于以分子氧为氧化剂的油品氧化深度脱硫,对探究绿色高效的油品氧化脱硫技术具有积极意义。     

二苯并噻吩在Mo2N/Al2O3催化剂上的加氢脱硫

氧化铝负载的氧化物前身物在N2 -H2 混合气中程序升温反应合成出负载型氮化钼催化剂 ,用二苯并噻吩作模型化合物评价了合成催化剂的加氢脱硫性能 ,与硫化钼催化剂相比 ,氮化钼催化剂有较好的加氢脱硫活性和选择CS键断裂的选择性。     

一步法制备含W介孔碳材料及其氧化脱硫性能研究

以钨酸钠为钨源,以乙二胺四乙酸二钠为碳源经过高温煅烧制备了含W的介孔碳材料,采用XRD、SEM、FT-IR、BET对含钨的介孔碳材料进行表征。结果表明,煅烧后介孔碳材料的表面形成了粒状含有结晶水的氧化钨(WO_3·H_2O)。相比于纯的介孔碳材料,含钨介孔碳材料的总比表面积减小。以含W介孔碳材料为催化剂,H_2O_2作为氧化剂,1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM][BF_4])离子液体作为萃取剂,组成萃取-催化氧化脱硫体系(ECODS)并研究其对模拟油中二苯并噻吩脱除效果。考察了氧化钨负载量、反应温度、H_2O_2加入量、催化剂用量、离子液体用量以及不同类型硫化物对二苯并噻吩脱除的影响。在最佳反应条件下,催化剂对二苯并噻吩(DBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、苯并噻吩(BT)、噻吩(TH)和真实汽油的脱除率分别达到98.6%、65.6%、61.2%、57.8%和64.3%。催化剂回收利用五次之后脱硫率略有降低,仍高达95.2%。     

制备条件对磷化钼加氢脱硫催化活性的影响

采用程序升温还原方法制得磷化钼(MoP)催化剂,在常压连续微型化反应装置中,以噻吩为模型化合物,对催化剂的加氢脱硫活性进行评价。考察了还原温度、磷钼摩尔比、不同磷源等制备条件对MoP催化活性的影响。实验结果表明,在MoP生成温度区间内,随着还原温度的升高,催化剂活性降低;磷钼摩尔比为1∶1时,噻吩转化率最高,而磷钼摩尔比为1∶2和2∶1时制备催化剂的催化活性相当;采用磷酸二氢铵、磷酸铵以及磷酸为磷源,均可制得磷化钼,而以磷酸二氢铵为磷源时制备磷化钼催化剂的活性最佳。在噻吩加氢脱硫反应条件下反应后,不同磷源制备的磷化钼整体物相均没有发生变化。     

Ni2P/HZSM5上噻吩加氢脱硫性能研究

采用程序升温还原方法制备了Ni2P/HZSM5催化剂。用X射线衍射 (XRD)、低温N2吸附（BET）、扫描电镜(SEM)等技术对催化剂样品的物相、比表面积、形貌等性质进行了表征。在连续微反系统中测定了Ni2P/HZSM5催化剂对噻吩加氢脱硫催化活性；研究了Ni2P负载量、前驱体中Ni/P摩尔比对催化剂的物相及性能的影响，考察了空速、反应温度、反应压力等操作条件对催化剂上噻吩加氢脱硫性能的影响。实验结果表明，Ni2P/HZSM5催化剂对噻吩加氢脱硫反应具有较高的活性和稳定性。随着Ni2P负载量、前驱体中Ni/P摩尔比的增加，催化剂的活性和稳定性先升高后降低。反应温度和体积空速对Ni2P/HZSM5催化剂的噻吩加氢脱硫性能有较明显的影响，反应压力和进料氢油比的影响相对较小。     

β-Mo2N0.78/γ-Al2O3催化剂的制备及其噻吩加氢脱硫活性的研究

以γ-Al2O3为载体，钼酸铵为氧化钼前驱体，采用在N2-H2气氛下的程序升温还原氮化反应，制备β-Mo2N0.78/γ-Al2O3催化剂，以噻吩为模型化合物，考察了该催化剂的加氢脱硫反应性能，以及反应温度、氢还原预处理和钴、镍助剂的引入等因素对催化剂活性的影响。结果表明，在320 ℃～400 ℃之间，随着反应温度的升高，催化剂的活性逐渐增加；预还原则降低了催化剂的活性；添加钴、镍均在一定负载量范围内可以改善β-Mo2N0.78/γ-Al2O3催化剂的加氢脱硫活性，但镍对催化剂活性的影响要小于钴。     

Mo-Ni2P/SBA-15催化剂的制备、表征及加氢脱硫催化性能

以介孔分子筛SBA-15 为载体, 通过分步浸渍硝酸镍、磷酸氢二铵、钼酸铵, 然后在H₂气流下程序升温还原(H₂-TPR), 制备了一系列不同Mo 含量的Mo-Ni₂P/SBA-15 催化剂. 采用X 射线衍射(XRD)、氮气吸脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂的结构进行了表征, 评价了催化剂对二苯并噻吩(DBT)的加氢脱硫(HDS)活性. 结果表明, Mo-Ni₂P/SBA-15 催化剂仍然保留有介孔结构, 催化剂的物相主要是Ni₂P. 催化剂表面的Ni 以Ni^δ+和Ni²⁺形式存在; P以P^δ-和P⁵⁺形式存在; Mo以Mo^δ+和Mo⁶⁺形式存在. Mo能促进催化性能的提高, 其中Mo含量为1% (w, 质量分数)的Mo-Ni₂P/SBA-15 催化剂具有最好的二苯并噻吩加氢脱硫催化活性, 在反应温度为380 ℃, 反应压力为3.0 MPa的条件下, 二苯并噻吩的转化率可达99.03%, 所有考察的Mo-Ni₂P/SBA-15都以直接加氢脱硫(DDS)途径为主.     

In situ FT-IR spectroscopy investigations of carbon nanotubes supported Co-Mo catalysts for selective hydrodesulfurization of FCC gasoline

To better understand the nature of carbon nanotubes supported Co-Mo catalysts （Co-Mo/CNTs） for selective hydrodesulfurization （HDS） of fluid catalytic cracking （FCC） gasoline, studies are carried out using in situ Fourier transform infrared spectroscopy （FT-IR）. The catalytic performances of Co-Mo/CNTs catalysts were evaluated with a mixture of cyclohexane, diisobutylene, cyclohexene, 1-octene （60 ： 30 ： 5 ： 5, volume ratio） and thiophene （0.5%, ratio of total weight） as model compounds to simulate FCC gasoline. The HDS experimental results suggested that the HDS activity and selectivity of Co-Mo/CNTs catalysts were affected by Co/Mo ratio; the optimal Co/Mo atomic ratio is about 0.4, and the optimum reaction temperature is 260 ℃. The in situ FT-IR studies revealed that 1-octene can be completely saturated at 200 ℃. In the FT-IR spectra of diisobutylene, the characteristic absorption peak around 3081 cm^-1 for the stretching vibration peak of =C-H bond was still clear at 320 ℃ indicating that diisobutylene is difficult to be hydrogenated. As for the thiophene, no characteristic absorption peak could be found around 3092 cm^-1 and 835 cm^-1 when the reaction temperature was raised to 280 ℃, indicating that thiophene had been completely hydrodesulfurized. On the basis of FT-IR results, it can be deduced that thiophene HDS reaction occurred mainly through direct hydrogenolysis route, whereas thiophene HDS and diisobutylene hydrogenation reaction over Co-Mo/CNTs catalysts might occur on two different kinds of active sites.     

Pt对Ni2P/MCM-41催化剂加氢脱硫性能的影响

以MCM-41为载体, 采用程序升温还原法制备了含有少量Pt的Ni-P/MCM-41催化剂, 并用氢气程序升温还原(H₂-TPR)、 X射线衍射(XRD)、 N₂吸附比表面积、 X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对催化剂的结构和性能进行了表征. 考察了P/Ni摩尔比及Pt含量对Ni-P/MCM-41催化剂催化二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)性能的影响. 结果表明, Pt能降低Ni₂P催化剂的还原温度, 并有助于Ni₂P相的生成, 抑制团聚现象, 提高催化剂的HDS活性. 当Pt的质量分数为0.6%, P/Ni摩尔比为2时, 催化剂具有最佳加氢脱硫活性, 在340 ℃, 3.0 MPa, 氢油体积比为500, 质量空速(WHSV)为2.0 h^-1的条件下, 二苯并噻吩转化率为100%, 且催化剂加氢脱硫活性在120 h内基本保持稳定.     

Sonochemical preparation of supported hydrodesulfurization catalysts

Sonochemical preparation of Co and Ni promoted MoS(2) supported on alumina was achieved by high-intensity ultrasonic irradiation of isodurene solutions containing molybdenum carbonyl, dicobalt octacarbonyl, elemental sulfur, and Al(2)O(3) or Ni-Al(2)O(3) under Ar flow. The sonochemically prepared catalysts were characterized by elemental analysis, XPS, SEM, TEM, and XEDS, and hydrodesulfurization (HDS) activity evaluated for thiophene and dibenzothiophene substrates. The TEM studies on the sonochemically prepared catalysts indicate the formation of layered hexagonal MoS(2) (lattice fringes approximately 6.2 A) on the alumina support. The sonochemically prepared Co-Mo-S/Al(2)O(3), Ni-Mo-S/Al(2)O(3), and Co-Ni-Mo-S/Al(2)O(3) are extremely active catalysts for the HDS of thiophene and dibenzothiophene, with activities severalfold those of comparable commercial catalysts under identical conditions. The layered structure of MoS(2) remained intact after 120 h of HDS, and the catalyst is reusable.     

硫代硫酸铵预硫化的Mo/AC催化剂加氢脱硫性能的研究

采用等体积浸渍法将硫代硫酸铵(ATS)负载在Mo/AC催化剂上,制备了器外预硫化的Mo/AC-ATS催化剂;以噻吩加氢脱硫(HDS)为探针反应,考察了活化温度和活化时间对预硫化催化剂加氢脱硫活性的影响。研究发现,300 ℃下活化0.5 h所得到的预硫化催化剂具有最好的加氢脱硫活性。与传统硫化剂CS₂和DMDS硫化的催化剂相比,采用Mo/AC-ATS催化剂,在最佳活化条件下,噻吩转化率分别提高了34%和42%。XPS、TPR-MS和TEM等表征结果显示,预硫化的Mo/AC-ATS催化剂中Mo⁴⁺含量较高,这是其具有较高加氢脱硫活性的主要原因。     

MoO3-LaHY催化剂的固相反应制备及其加氢脱硫性能研究

在空气气氛中由钼酸铵和LaHY分子筛固相反应制备了MoO₃-LaHY催化剂,用XRD和NH₃-TPD对其进行了表征,并以二苯并噻吩/正癸烷溶液为模型反应物（二苯并噻吩的质量分数为0.6%）,评价了MoO₃-LaHY的加氢脱硫催化性能。结果表明,在520℃下进行固相反应制备催化剂时,4.36%的Mo物种可借助固相反应进入到分子筛的体相形成单相复合体nMoO_{x·LaHY,剩余的Mo物种仍以MoO3的形式分散在分子筛外表面。由于单相复合体的形成,催化剂的晶胞参数增大,酸量有所下降。硫化处理后得到的硫化态MoO3-LaHY催化剂在310℃、4.0MPa、反应空速为20h^-1的条件下进行加氢脱硫时,二苯并噻吩转化率达到了86.74％。随固相反应温度的升高,所制备的催化剂中Mo物种进入LaHY体相中的量有所增大,但其硫化态催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫活性的变化幅度并不大。}     

Ni2P/SBA-15催化剂的结构及加氢脱硫性能

以硝酸镍为镍源, 磷酸氢二铵为磷源, 介孔分子筛SBA-15为载体, 用共浸渍法制备了含磷化镍前驱体的样品, 然后在氢气流中采用程序升温还原法, 制备了Ni2P质量分数为5%-40%的Ni2P/SBA-15催化剂. 用X射线衍射(XRD)、N2吸附脱附、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等分析测试技术对催化剂的结构进行了表征, 以噻吩和二苯并噻吩(DBT)为模型化合物, 在微型固定床反应器上对催化剂的加氢脱硫(HDS)性能进行了评价. 结果表明, Ni2P/SBA-15催化剂中SBA-15 的介孔结构依然存在, 活性组分Ni2P具有良好的分散性, 但随Ni2P含量的增加, 催化剂的比表面积、孔容和孔径均有明显减小. 当反应温度为320 ℃时, Ni2P含量为15%-25%(w)的催化剂就具有很好的加氢脱硫催化性能; 反应温度在360 ℃以上时, 所有催化剂都具有优异的深度脱硫催化性能. Ni2P/SBA-15催化剂对二苯并噻吩的加氢脱硫(HDS)主要以直接脱硫机理(DDS)进行.     

Novel MWCNT-Support for Co-Mo Sulfide Catalyst in HDS of Thiophene and HDN of Pyrrole

With home-made multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs, simplified as CNTs in later text) as support, CNT-supported Co-Mo-S catalysts, denoted as x%(mass percentage) MoiCoj/CNTs, were prepared. Their catalytic performance for thiophene hydrodesulfurization (HDS) and pyrrole hydrodenitrification (HDN) reactions was studied, and compared with the reference system supported by AC. Over the 7.24%Mo3Co1/CNTs catalyst at reaction condition of 1.5 MPa, 613 K, C4H4S/H2=3.7/96.3(molar ratio) and GHSV≈8000 mlSTp/(g-cat·h), the specific HDS activity of thiophene reached 3.29 mmolc4H4s/(s·molMo), which was 1.32 times as high as that (2.49 mmolC4H4s/(s·molMo)) of the AC-based counterpart, and was 2.47 times as high as that (1.33 mmolC4H4s/(s·molMo)) of the catalysts supported by AC with the respective optimal Mo3Co1-loading amount, 16.90%Mo3Co1/AC. Analogous reaction-chemical behaviours were also observed in the case of pyrrole HDN. It was experimentally found that using the CNTs in place of AC as support of the catalyst caused little change in the apparent ac-tivation energy for the thiophene HDS or pyrrole HDN reaction, but led to a significant increase in the concentration of catalytically active Mo-species (Mo4 ) at the surface of the functioning catalyst. On the other hand, H2-TPD measurements revealed that the CNT-supported catalyst could reversibly adsorb a greater amount of hydrogen under atmospheric pressure at temperatures ranging from room temperature to about 673 K. This unique feature would help to generate microenvironments with higher stationary-state concentration of active hydrogen-adspecies at the surface of the functioning catalyst. Both factors mentioned above were favorable to increasing the rate of thiophene HDS and pyrrole HDN reactions.