复合氧化物负载的Ni基催化剂上愈创木酚加氢脱氧性能

doi:10.7503/cjcu20130651

高等学校化学学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (12): 2806.doi: 10.7503/cjcu20130651

复合氧化物负载的Ni基催化剂上愈创木酚加氢脱氧性能

孔韡^1,2, 张兴华², 张琦², 王铁军², 马隆龙^1,2, 陈冠益¹

1. 天津大学环境科学与工程学院, 天津 300072;
2. 中国科学院广州能源研究所, 中国科学院可再生能源实验室, 广州 510640

收稿日期:2013-07-12 出版日期:2013-12-10 发布日期:2013-09-29
作者简介:马隆龙，男，博士，研究员，博士生导师，主要从事生物质能源研究. E-mail：mall@ms.giec.ac.cn
基金资助:
国家国际科技合作专项（批准号：2012DFA61080）；国家自然科学基金（批准号：51106167）和国家对欧盟科技合作专项（批准号：246772）资助.

Hydrodeoxygenation of Guaiacol over Nickel-based Catalyst Supported on Mixed Oxides

KONG Wei^1,2, ZHANG Xing-Hua², ZHANG Qi², WANG Tie-Jun², MA Long-Long^1,2, CHEN Guan-Yi¹

1. School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China;
2. Key Laboratory of Renewable Energy, Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China

Received:2013-07-12 Online:2013-12-10 Published:2013-09-29

摘要/Abstract

摘要：

分别以Al₂O₃-SiO₂，Al₂O₃-TiO₂，TiO₂-SiO₂和TiO₂-ZrO₂双金属氧化物为载体研究Ni基催化剂的愈创木酚加氢脱氧性能. 重点考察了催化剂载体、溶剂种类、反应温度和压力对愈创木酚转化率及产物选择性的影响，并对催化剂的抗积碳性能、重复利用性能和愈创木酚加氢脱氧反应机理进行了探讨. 通过BET（Brunauer-Emmett-Teller）比表面积、X射线衍射（XRD）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）等表征手段对催化剂的比表面积、物相结构、表面酸性、可还原性能进行了表征. 结果表明，Ni/TiO₂-ZrO₂催化性能相对较优. 在300 ℃、初始氢压4 MPa、以十氢萘为溶剂的最佳反应条件下，愈创木酚的转化率为100%，环己烷选择性高达86.4%. 该催化剂还具有抗积碳性能，反应后的催化剂上仅检测到3.2%（质量分数）的积碳量.

关键词: 复合氧化物, 镍基催化剂, 愈创木酚, 加氢脱氧

Abstract:

Using bimetal mixed oxides Al₂O₃-SiO₂, Al₂O₃-TiO₂, TiO₂-SiO₂and TiO₂-ZrO₂ as supports, nickel catalysts were tested through hydrodeoxygenation(HDO) reaction of guaiacol and characterized by Brunauer-Emmett-Teller(BET), X-ray diffraction(XRD), NH₃ temperature programme desorption(NH₃-TPD) and H₂ temperature programme reduction(H₂-TPR) techniques. The effects of support, solvent, reaction temperature and pressure on conversion of guaiacol and selectivity of different products were studied. The resistance of coke, recyclability of catalyst and the reaction mechanism for guaiacol hydrodeoxygenation were also discussed. The results show that the activities of Ni/TiO₂-ZrO₂ are obviously better than the others under the same reaction conditions. The conversion of guaiacol over Ni/TiO₂-ZrO₂ catalyst is 100% and the selectivity for cyclohexane is as high as 86.4% under the optimization condition of 300 ℃ and the initial H₂ pressure of 4 MPa in decalin. Moreover, the Ni/TiO₂-ZrO₂catalyst has a better performance of anti-coking than traditional catalysts, about only 3.2%(mass fraction) of residual cokes on the catalyst surface.

Key words: Mixed oxides, Nickel-based catalyst, Guaiacol, Hydrodeoxygenation(HDO)

中图分类号:

O643.3

TrendMD:

孔韡, 张兴华, 张琦, 王铁军, 马隆龙, 陈冠益. 复合氧化物负载的Ni基催化剂上愈创木酚加氢脱氧性能. 高等学校化学学报, 2013, 34(12): 2806.

KONG Wei, ZHANG Xing-Hua, ZHANG Qi, WANG Tie-Jun, MA Long-Long, CHEN Guan-Yi. Hydrodeoxygenation of Guaiacol over Nickel-based Catalyst Supported on Mixed Oxides. Chem. J. Chinese Universities, 2013, 34(12): 2806.

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