新型石油精炼催化剂Ni-P化合物的水热法制备研究

摘要

随着环境的恶化和石油重质化和劣质化的趋势越来越严重，对高性能石油加氢精制催化剂的要求越来越迫切。Ni-P化合物是近年来发展起来的一种新型的石油精炼催化剂，具有广泛的应用前景。因此，研究制备具有高催化性能的Ni-P化合物成为当今石油精炼催化材料研究的热点。
　　 本文采用水热法制备新型石油精炼催化材料Ni-P化合物，研究了制备过程中各工艺条件对产物的影响。利用XRD、SEM、TEM、EDS等手段对产物物相及形貌进行了表征分析。主要研究结果如下：
　　 （一）水热法制备Ni2P和Ni12P5微米级粉体及其表征
　　 以红磷和氯化镍为原料，通过水热法制备Ni2P和Ni12P5微米级粉体，在此基础上系统的研究P/Ni比、水热温度、水热时间对产物物相和形貌的影响。结果表明：
　　 1)提高P/Ni比有助于Ni2P的生成，降低P/Ni比有助于Ni12P5的生成；改变P/Ni比对产物的形貌没有太大的影响，产物基本保持了红磷的原始形貌；红磷与Ni2+反应生成Ni2P、Ni12P5的反应是固-液反应机理，溶液中的Ni2+渗透入红磷表面与其反应，从而使产物保持了红磷的原始形貌。
　　 2)200℃以下产物为Ni2P物相，在此温度范围内改变水热温度对产物的物相没有影响，水热温度提高到210℃时有利于Ni12P5的生成，不利于Ni2P的生成。
　　 3)水热时间从12h延长到24h，产物物相都是纯净的Ni2P相，但是当将水热时间从24h延长到48h时，生成了纯净的Ni12P5。延长水热时间更有利于Ni12P5物相的生成；延长水热时间对产物的形貌没有影响。
　　 （二）水热法制备Ni2P和Ni12P5纳米级粉体及其表征
　　 水热法制备Ni2P和Ni12P5纳米级粉体，通过改变原料的P/Ni比、水热温度、水热时间制备出较为纯净的Ni2P和Ni12P5纳米粉体。在此基础上系统的研究P/Ni比、水热温度、水热时间对产物物相和形貌的影响。结果表明：
　　 1)在低P/Ni比(P/Ni≤15/1)时，产物中以Ni12P5为主，而在高P/Ni比(P/Ni≥18/1)时，产物以Ni2P为主。所以，增大P/Ni比更有利于Ni2P的生成，而不利于Ni12P5的生成。从改变P/Ni比所得产物及水热处理过的红磷的透射电镜照片可以看出，产物继承了水热处理过红磷的不规则形貌，改变反应的P/Ni比不会对产物的形貌造成明显的影响。
　　 2)在首先将红磷在200℃，水热处理24h后，P:Ni=30:1、水热时间24h为不变条件下，200℃是生成Ni2P的理想条件，温度升高或降低都会导致产物中次要相Ni12P5的出现。水热温度从190℃升到200℃再升到210℃并没有改变产物的类似红磷的不规则形貌。
　　 3)改变水热时间对物相的影响是巨大的，在不同的时间段上有不同的产物生成。
　　 （三）球形Ni-P化合物的制备及表征
　　 采用NaH2PO3·H2O做磷源，与NiCl2.6H2O在不同的水热条件下反应，成功制备了具有球形形貌的镍-磷化合物，XRD测试结果证明产物结晶良好，通过EDS测试得知产物的元素组成为磷和镍两种元素，是一种富镍的Ni-P化合物。提高原料中P/Ni值，产物中的P/Ni值也会提高，延长水热时间也会提高产物中的P/Ni值。原料中的P/Ni值及水热时间的改变对产物的形貌、化学组成均无显著的影响。

目录

文摘

英文文摘

谨献

0 引言

1 文献综述

1.1 过渡金属磷化物的结构特征

1.2 过渡金属磷化物的性质及应用

1.2.1 过渡金属磷化物在HDS和HDN反应中的应用

1.2.2 过渡金属磷化物在其他方面的应用

1.3 过渡金属磷化物的制备

1.3.1 水热/溶剂热合成法

1.3.2 其他方法

1.4 本课题的目的和意义

2 实验部分

2.1 实验原料

2.2 实验仪器

2.3 粉体的制备

2.3.1 微米级磷化镍的水热法制备

2.3.2 纳米级磷化镍的水热法制备

2.3.3 球形磷化镍的水热法制备

2.4 粉体的表征

3 水热法制备Ni2P和Ni12P5微米级粉体及其表征

3.1 引言

3.2 实验结果与讨论

3.2.1 反应物配比的影响

3.2.2 水热温度的影响

3.2.3 水热时间的影响

3.2.4 溶剂的影响

3.3 本章总结

4 水热法制备Ni2P和Ni12P5纳米级粉体及其表征

4.1 引言

4.2 实验结果与讨论

4.2.1 反应物配比的影响

4.2.2 水热温度的影响

4.2.3 水热时间的影响

4.3 本章小结

5 球形镍-磷化合物的探索

5.1 引言

5.2 实验结果与讨论

5.3 本章总结

6 结论

6.1 论文研究结论

6.1.1 Ni2P和Ni12P5微米级粉体的合成实验

6.1.2 Ni2P和Ni12P5纳米级粉体的合成实验

6.1.3 球形镍-磷化合物粉体的合成实验

6.2 论文研究的创新点

6.3 还需要继续改进的地方

参考文献

致谢

个人简历及在攻读硕士期间发表的学术论文及研究成果

个人简历

攻读硕士期间发表的学术论文及研究成果