双金属非晶态合金催化剂用于麦芽糖加氢反应的研究

摘要

非晶态合金作为一种催化新材料，因为其制备能耗低、环境友好和经济性等特点，近年来，逐渐成为备受人们关注的新一代加氢催化剂。
　　 本论文制备了非负载型和负载型NiFeB，NiCoB双金属非晶态合金催化剂，并应用于麦芽糖加氢生成麦芽糖醇反应。首先，采用化学还原法制备了非负载型NiFeB和NiCoB双金属非晶态合金催化剂，用ICP、XRD、SEM、TEM和XPS等方法对催化剂物性结构进行了表征。另外，还考察了制备条件，如金属的含量，硼镍物质的量比等因素对非负载型双金属非晶态合金结构、形貌、粒径大小及麦芽糖加氢性能的影响。结果表明，在NiB中引入第二种金属Fe和Co元素，对其在电子和结构上产生了影响。并且，第二种金属的加入使催化剂的比表面积增大，使Ni活性位充分暴露且更富电子，从而提高了催化剂的加氢活性。
　　 在制备负载型催化剂时，采用不同制备方法制备了不同负载量和不同载体的NiFeB和NiCoB非晶态合金催化剂。结果表明，在制备负载型NiFeB催化剂时，金属诱导化学镀法为最佳制备方法；当Ni的负载量为15％，镍铁物质的量比值是3:1，制备的NiFeB/γ-Al2O3催化活性最好。制备负载型NiCoB催化剂时，镍钴物质的比值对催化剂活性的影响不大；催化剂的活性随负载量的增加而提高，催化性能相对稳定；采用纳米SiO2作为负载型NiCoB催化剂载体所得催化剂活性最佳。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

第一节 非晶态合金

1.1.1 非晶态合金的制备方法

1.1.2 非晶态合金在催化反应中的应用

1.1.3 第三组分对非晶态合金催化剂性能的影响

1.1.4 非晶态合金催化剂的表征

第二节 麦芽糖加氢反应

1.2.1 麦芽糖醇的性能

1.2.2 麦芽糖醇的用途

1.2.3 麦芽糖醇的市场容量及前景

1.2.4 麦芽糖醇的研发及生产概况

1.2.5 麦芽糖醇的生产技术

1.2.6 麦芽糖浆的氢化技术

1.2.7 麦芽糖加氢的催化剂

第三节 论文的研究思路

参考文献

第二章 实验部分

第一节 实验原料及仪器

第二节 催化剂的制备

2.2.1 非负载非晶态合金催化剂的制备

2.2.3 负载非晶态合金催化剂的制备

第三节 催化剂的活性评价

2.3.1 麦芽糖加氢反应

第四节 催化剂的表征

2.4.1 催化剂物相结构的确定

2.4.2 组成测定

2.4.3 粒径尺寸

2.4.5 比表面与孔结构测定

2.4.6 表面形貌与颗粒大小

2.4.7 表面元素组成与形态的确定

第三章 非负载双金属非晶态合金的制备及性能研究

第一节 双金属催化剂的理论基础

3.1.1 Ni、Fe和Co的电子结构分析

3.1.2 原子簇模型

第二节 非负载双金属非晶态合金催化剂的制备和性能研究

3.2.1 麦芽糖加氢反应条件的确定

3.2.2 NiFeB非晶态合金制备条件对其结构与性能的影响

3.2.3 NiCoB非晶态合金的制备和制备条件对其结构与性能的影响

3.2.4 双金属催化剂的加氢活性

3.2.5 双金属催化剂的结构

3.2.6 麦芽糖加氢反应的机理

第四节　本章小结

参考文献

第四章 负载型双金属非晶态合金的制备及其性能研究

第一节 载体的选择

3.1.1 二氧化硅

3.1.2 氧化铝

第二节 负载型NiFeB非晶态合金的制备及加氢性能研究

4.2.1 纳米二氧化硅的改性

4.2.2 负载型NiFeB非晶态合金催化剂的制备

4.2.3 催化剂的表征

4.2.4催化剂的活性评价

第三节 负载型NiCoB非晶态合金的制备及加氢性能研究

4.3.1 负载型NiCoB非晶态合金催化剂的制备

4.3.2 催化剂的表征

图4.14是NiCoB/Nano-SiO2的XRD谱图

4.3.3 催化剂的活性评价

第三节 本章小结

参考文献

第五章 本文结论及展望

硕士期间发表论文情况

作者简介

致谢