少層硫化鉬制備及其木質(zhì)素加氫脫氧反應(yīng)研究.pdf

1、木質(zhì)素作為一種儲備豐富的可再生生物能源，具有替代化石燃料生產(chǎn)液體燃料和高附加值化學(xué)品的潛力。加氫脫氧（HDO）是一種有效的木質(zhì)素降解手段，通常是在催化劑的作用下，加氫處理斷裂其結(jié)構(gòu)中的 C-C鍵及 C-O鍵。本論文以水滑石為前體制備了高分散的少層硫化鉬催化劑，同時以程序升溫?zé)峤夥ㄖ苽淞藢訑?shù)可控的 MoS2/AC催化劑，考察了兩種催化劑在具有不同C-C鍵及C-O鍵的木質(zhì)素模型化合物上的HDO反應(yīng)性能。
　　本研究首先以MgFe水滑石

2、為前體，通過水合引入Mo組分至層間結(jié)構(gòu)中，設(shè)計合成了不同Mg/Fe原子比的MgFeMo-S催化劑。采用丁香酚作為反應(yīng)物，在溫度300°C、氫氣初始壓力為5 MPa的條件下反應(yīng)3 h，Mg1Fe2Mo-S催化劑表現(xiàn)出最好的 HDO活性，丁香酚轉(zhuǎn)化率達(dá)100%，且主要產(chǎn)物4-丙基苯酚的產(chǎn)率達(dá)44.0%。對比浸漬法制備的MoS2/Mg1Fe2-S，該催化劑優(yōu)勢顯著，其可能原因是Mg1Fe2Mo-S活性組分高度分散且相互作用力較強。此外，進一步

3、揭示了丁香酚在MgFeMo-S催化劑作用下的可能反應(yīng)路徑。隨后采用相同的方法制備了以Co、Ni系水滑石為前體的硫化物催化劑，用于丁香酚 HDO反應(yīng)。結(jié)果顯示由Ni系前體制得的硫化物催化劑表現(xiàn)出較高的芳香環(huán)加氫能力，而由Co系前體制得的硫化物催化劑可獲得較高的酚類產(chǎn)物產(chǎn)率。其中Co3Al1Mo-S催化劑在溫度300°C、氫氣初始壓力3 MPa及反應(yīng)時間3 h的反應(yīng)條件下，可獲得100%的丁香酚轉(zhuǎn)化率以及47.3%的4-丙基苯酚產(chǎn)率。催化反

4、應(yīng)機理研究表明Co3Al1Mo-S中存在MoS2、CoSx和以及Co3O4三種具有差異的活性組分。最后，采用程序升溫?zé)峤夥ㄖ苽淞藢訑?shù)可控的MoS2/AC催化劑并考察MoS2堆積層數(shù)對其HDO性能的影響。在400°C下分解前體Mo(Et2NCS2)4得到的MoS2/AC一方面呈現(xiàn)少層結(jié)構(gòu)，另一方面具有最高的反應(yīng)活性。在溫度300°C、氫氣初始壓力5 MPa及反應(yīng)時間3 h的反應(yīng)條件下，可獲得100%的丁香酚轉(zhuǎn)化率以及58.3%的4-丙基苯