论文总字数：17731字

摘 要

本文通过浸渍法制备了一系列四硼酸锂改性的钨锆复合氧化物，使用包括X-射线衍射分析（XRD）、比表面积测定（BET）、NH3程序升温脱附（NH3-TPD）等多种表征手段来研究了钨锆复合氧化物的水热稳定性以及酸性，并且通过在固定床反应器中研究载铂的钨锆复合氧化物在甘油制取1,3-丙二醇（1,3-PDO）实验中的催化性能。其表征结果表明，通过添加四硼酸锂对钨锆复合氧化物进行改性，能够使得催化剂的水热稳定性提高。随着四硼酸锂的添加量的增加，催化剂的晶相结构基本无变化，比表面积减少，酸性呈先增加后减少的趋势，在含量为1%的时候达到一个峰值。在进行甘油转化实验中，在150℃、4 MPa、甘油质量空速（WHSV）0.2 h^-1、氢气流量150ml/min反应条件下，1%四硼酸锂添加量时，得到甘油的转化率较为稳定，在反应进行的过程中，催化剂并没有发生明显的失活现象。

关键词：钨锆复合氧化物 四硼酸锂 水热处理

Effect of Lithium Borate on Hydrothermal Stability of Tungsten - Zirconium Composite Oxide

Abstract

In this paper, a series of tungsten-zirconium-modified tungsten-zirconium composite oxides were prepared by impregnation method. The hydrothermal stability and acidity of tungsten-zirconium composite oxides were studied by using XRD, BET, NH3-TPD and other characterization methods. And the catalytic performance of Pt-containing tungsten-zirconium composite oxide in glycerol for 1,3-PDO experiment was studied in a fixed bed reactor. The results show that the addition of lithium tetraborate to the tungsten and zirconium composite oxide can improve the hydrothermal stability of the catalyst. With the increase of the amount of lithium tetraborate, the crystal structure of the catalyst did not change, the specific surface area decreased, the acidity increased first and then decreased, and reached a peak when the content was 1%. In the glycerol conversion experiment, the conversion of glycerol was obtained when the addition rate of 1% lithium tetraborate was obtained under the conditions of 150℃, 4 MPa, glycerol mass space velocity (WHSV) 0.2h^-1 and hydrogen flow rate of 150ml / min. Stable, in the process of the reaction, the catalyst did not occur in the phenomenon of significant inactivation.

Key Words：Tungsten and zirconium composite oxide；Lithium tetraborate；Hydrothermal treatment

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 i

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 关于氧化物和复合氧化物水热稳定性的研究 1

1.2.1 二氧化硅基材料 2

1.2.2 氧化铝基材料 2

1.2.3 沸石 3

1.2.4混合氧化物材料 4

1.3 关于钨锆复合氧化物的水热稳定性研究 5

1.4 本章小结 5

1.5 论文研究内容和目的 6

1.5.1 研究内容 6

1.5.2 研究目的 6

第二章 实验部分 7

2.1 样品的制备 7

2.1.1 试剂和原料 7

2.1.2 催化剂制备流程 8

2.2 样品的表征 9

2.2.1 X-射线衍射分析（XRD） 9

2.2.2 比表面积测定（BET） 9

2.2.3 NH3程序升温脱附（NH3-TPD） 9

2.3 样品的水热处理 9

2.4 样品的活性评价 9

第三章 结果与讨论 12

3.1 通过XRD考察四硼酸锂对样品晶相的影响 12

3.2 通过BET考察四硼酸锂对样品结构的影响 13

3.3 通过NH3-TPD考察四硼酸锂对样品酸性的影响 17

3.4 通过固定床考察四硼酸锂对样品催化甘油氢解反应稳定性的影响 20

3.5 本章小结 22

结论 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

1.1 课题背景

水的状态对生物质衍生的分子、燃料和化学品的催化转化、反应环境的腐蚀效应可导致非均相催化剂的降解以及在水相中进行的反应有比较大的影响，例如，水蒸气、过热蒸汽、亚临界液体和超临界液体水的影响程度是不同的^[1]。同时金属相的烧结或催化剂上的焦化或碳沉积也会导致催化剂失活。生物质可持续地满足了我们对燃料，化学品和材料的需求。生物质来源分子一般在水相条件下进行处理的，主要是因为它们是高度官能化的和水溶性的^[2]。通过在液相中处理生物质，可以减少分离和纯化的能量成本。氢解和氢化反应通常需要在较高温度（例如200℃）下进行，并且重整（气相和水相）甚至需要在更高的温度（200-400℃）下进行。为了保持处于液相，当温度高于水的沸点操作时需要加高压^[3]。在高于500℃的温度时，可能发生均匀的气化和热解。

非均相催化剂在生物质以及其衍生物的催化转化和分解生产上具有非常重要的地位，而且生物质的催化转化在工业生产上也是非常重要的。非均相催化剂材料在使用过程中，其水热稳定性对于生产催化有非常大的影响，如果催化剂的水热稳定性不够高的话，生产产品的收率和选择性以及生物质的转化率都会大大地降低，这就对于工业生产非常不利。

请支付后下载全文，论文总字数：17731字