摘要
生物油是液态烃燃料的重要碳源，而生物油因含氧量高难以利用。加氢脱氧是升级生物油最有前景的方法。香兰素作为生物油的常见成分，被认为是重要的平台分子，其加氢脱氧生成的2-甲氧基-4-甲基苯酚（MMP）是潜在的生物燃料。对于香兰素加氢脱氧的研究以贵金属催化剂为主，但贵金属催化剂成本较高；非贵金属Cu、Co等也被应用于香兰素加氢脱氧反应，但这些催化剂反应条件苛刻且投料比较高。因此，本文制备了一系列高效稳定的镍基纳米催化剂用于香兰素加氢脱氧反应。 制备了不同Nb:Si比的Ni/Nb-Si催化剂。发现Ni/Nb-Si-3的催化效果最佳，香兰素的转化率大于99.9%，MMP的选择性为91.1%，且能够稳定使用五次。通过XRD、TEM、BET等表征说明添加SiO2能够增加催化剂的比表面积，有利于Ni纳米粒子在Nb-Si-X表面的分散，进而增强Ni/Nb-Si-X的活性和稳定性。通过NH3-TPD、XPS等表征说明添加Nb2O5增加了催化剂表面的酸性位点，并且Nb2O5在催化剂还原过程中部分被还原成NbOx，从而提高了MMP的选择性。 通过浸渍法将Al浸渍到由改进的St?ber方法制备的介孔二氧化硅上，形成介孔硅铝酸盐（SiAl），再将Ni通过沉积沉淀法负载至SiAl上制备了介孔镍硅铝酸盐催化剂（Ni/SiAl-DP）。Ni/SiAl-DP同时具有介孔硅铝酸盐结构和镍硅酸盐结构。通过BET、H2-TPD等表征研究了介孔硅铝酸盐结构和镍硅酸盐结构对其加氢脱氧性能的影响。然而，Ni/SiAl-DP催化剂的稳定性较差，通过ICP、TEM、TG-MS等表征发现该催化剂失活的主要原因是催化剂结构的坍塌和原料或产物在催化剂表面的吸附。 分别采用浸渍法和原位法制备了镍硅铝酸盐催化剂（Ni/MSA）。发现原位法制备并添加了少量NaF的Ni/MSA-0.05gNaF催化剂在温和反应条件下具有优异的催化活性且稳定性良好，可稳定使用五次。通过XRD、TEM等表征说明原位法制备的Ni/MSA比浸渍法制备的催化剂Ni纳米粒子分散性好。适量的NaF添加可增强催化剂的稳定性，但过量NaF的添加会影响镍硅铝酸盐的聚合，从而影响其稳定性。
NETL