水滑石前體法制備高分散負(fù)載型Pt重整催化劑及其性能研究.pdf

1、石腦油催化重整是石油產(chǎn)業(yè)中一個(gè)重要組成部分，可以生產(chǎn)高辛烷值的汽油、輕質(zhì)芳烴和高純度的氫氣。重整反應(yīng)非常復(fù)雜，其中包含脫氫反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)，芳構(gòu)化反應(yīng)、氫解反應(yīng)以及加氫裂化反應(yīng)。在關(guān)于石腦油催化重整的研究中，選擇性的控制成為研究熱點(diǎn)。負(fù)載型Pt重整催化劑作為石腦油重整中一類重要的催化劑，同時(shí)催化劑金屬活性中心結(jié)構(gòu)直接影響催化性能，如何更有效地控制催化劑活性中心的結(jié)構(gòu)成為提高催化性能的關(guān)鍵問題。本論文通過水滑石前體法設(shè)計(jì)了一種活性中心高分

2、散的Pt基催化劑，應(yīng)用于正庚烷重整反應(yīng)中，實(shí)現(xiàn)提高異構(gòu)化產(chǎn)物的選擇性，同時(shí)降低芳構(gòu)化產(chǎn)物的選擇性，并得到較低的氫解產(chǎn)物選擇性。具體研究成果如下:
　　(1)利用水滑石類化合物主體層板上金屬陽離子的可交換性，金屬陽離子在主體層板均勻分布的特性。通過原位生長的方法，在多孔Al2O3表面生長含有助劑金屬Ga的水滑石類化合物。得到催化劑前體MgAlGa-LDHs/Al2O3。經(jīng)由XRD、SEM證明水滑類化合物原位生長在了Al2O3表面。由

3、晶胞參數(shù)a證明Ga3+進(jìn)入水滑石晶格，TPR、XPS、NMR表征說明MgAlGa-LDHs在由氫氧化物向氧化物轉(zhuǎn)變的過程中主體層板對Ga3+有晶格定位作用。
　　(2)采用初濕浸漬法將Pt浸漬在MgAlGa-LDHs/Al2O3表面，隨后經(jīng)過焙燒還原，得到催化劑Pt/MgAlGa-LDHs/Al2O3。通過HADDF-STEM和氫氧滴定發(fā)現(xiàn)相對于直接將活性中心Pt和助劑金屬Ga負(fù)載在Al2O3上的催化劑PtGa/Al2O3，和助劑

4、金屬Ga沒有進(jìn)入水滑石層板的催化劑PtGa/MgAl-LDHs/Al2O3表現(xiàn)出更高的分散度和更高的單原子比例。通過TPR、XPS、CO-FTIR表征發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵赑t/MgAlGa-LDHs/Al2O3中PtGa之間表現(xiàn)出更高的相互作用強(qiáng)度，Pt受到水滑石主體層板上Ga的誘導(dǎo)表現(xiàn)出更高的分散度和更高的單原子比例。
　　(3)將活性中心分散度由高到低的三個(gè)催化劑Pt/MgAlGa-LDHs/Al2O3、PtGa/MgAl-LDHs/

5、Al2O3和PtGa/Al2O3，應(yīng)用于正庚烷的重整反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)分散度最高的催化劑Pt/MgAlGa-LDHs/Al2O3，相對與其他催化劑，表現(xiàn)出更高異構(gòu)化產(chǎn)物選擇性，反應(yīng)480 min后達(dá)到52.8％;芳構(gòu)化產(chǎn)物也得到了有效的降低，反應(yīng)480 min后芳構(gòu)化選擇性為12.5％;同時(shí)三種催化劑均表現(xiàn)出相對較低的氫解活性，480min后氫解產(chǎn)物選擇性均未達(dá)到3.6％。由于水滑石類化合物修飾了Al2O3，降低了Al2O3的表面酸性，從而實(shí)現(xiàn)