论文部分内容阅读
乙基咔唑的储氢密度高,加氢温度相对较低,有望用作车载储氢系统,是一种应用前景良好的储氢材料。本文以A1203为载体,以Ni为活性组分,以十种金属为助剂制备了一系列改性镍基加氢催化剂,并通过乙基咔唑的催化加氢反应考察了Ni含量、助剂以及反应条件对催化剂催化活性的影响。(1)考察活性组分Ni以及助剂La的负载量对催化剂催化活性的影响。实验得出镍负载量为25%(重量百分比wt%),镧负载量为3%(重量百分比wt%),A1203为载体时,催化剂25%Ni/3%La/Al2O3具有较高的活性。(2)以25%Ni/3%La/Al2O3为催化剂催化乙基咔唑加氢,考察反应条件对催化剂催化加氢活性的影响。实验结果表明10g乙基咔唑在200℃C,6MPa,1.5g催化剂的条件下,吸氢效果最佳,最大吸氢量为0.289mol,吸氢转化率可达94.14%。(3)当助剂负载量为3%,活性组分Ni负载量为25%时,考察助剂La、Sm、Ce、Co、Mo、W、V、Cu、Cr、Mg对催化剂25%Ni/Al2O3的改性作用。研究得出,添加La、Sm、Mg、W和Cr后,催化剂的活性提高,而添加其他金属助剂对催化剂的活性影响不大甚至使其活性降低。接着分析了La、Sm、W、Cr的含量对乙基咔唑加氢性能的影响,结果表明当这四种助剂的含量均为3%时,催化剂的催化效果最佳。(4)以25%Ni/3%Sm/Al2O3为催化剂催化乙基咔唑加氢,考察反应条件对催化剂催化加氢活性的影响。实验结果表明10g乙基咔唑在200℃C、6MPa、1.5g催化剂的条件下,吸氢效果最佳,最大吸氢量为0.288mo1,吸氢转化率可达93.81%。(5)用助剂W和Mg同时对25%Ni/Al2O3催化剂进行改性,先固定各个助剂负载量为3%,考察双助剂总负载量对25%Ni/Al2O3催化剂活性的影响；再固定两种助剂的总负载量为3%,考察两种助剂负载量之比对25%Ni/Al2O3催化剂活性的影响。实验结果表明双助剂改性效果不如单助剂改性效果好。(6)研究在25%Ni/3%La/Al2O3和25%Ni/3%Sm/Al2O3的催化作用下乙基咔唑的加氢反应动力学,发现在反应初期可忽略气液和液固界面传质阻力,加氢反应由催化剂表面的化学反应控制。在温度180-220℃C,压力3-7MPa,催化剂用量0.5-1.5g的相同反应条件下,25%Ni/3%La/Al2O3催化乙基咔唑加氢反应的表观活化能为25.62kJ/mol,表观动力学方程为：robs=2.262×10-3.e-2.562×104/RT.6m/ρpdp.Ce25%Ni/3%Sm/Al2O3催化剂催化乙基咔唑液相加氢反应的表观活化能为10.58kJ/mol,反应的表观动力学模型可以表达为：robs=2.572×10-3.e-1.058×104/RT.6m/ρpdp.Ce